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Doctoral Thesis
DOI
https://doi.org/10.11606/T.17.2023.tde-29062023-134910
Document
Author
Full name
Vitor Nolasco de Moraes
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
Ribeirão Preto, 2023
Supervisor
Committee
Pereira, Tiago Campos (President)
Goldman, Maria Helena de Souza
Galante, Douglas
Ramos, Ricardo Guelerman Pinheiro
Title in Portuguese
Expressão e estrutura da proteína ligante de lipídio 3 (lbp-3), e o efeito da suplementação de ácidos graxos na tolerância a dessecação do nematoide Panagrolaimus superbus
Keywords in Portuguese
Ácidos graxos
Alphafold
Anidrobiose
LBPs
Modelagem estrutural
Abstract in Portuguese
Anidrobiose é um estado de animação suspensa em que alguns organismos entram frente ao estresse hídrico, tendo sua atividade metabólica retomada quando reidratados. Lipídios possuem importantes funções energéticas, na sinalização, e composição de membranas em condições normais e durante dessecação. Pouco se sabe sobre a relação das moléculas estruturais dos lipídios, i.e., os ácidos graxos, e a anidrobiose. O presente trabalho focou em avaliar o efeito da suplementação com ácido mirístico e ácido linoleico na anidrobiose do nematoide P. superbus, a expressão de genes relacionados ao metabolismo de ácidos graxos, como também, caracterizar estruturalmente a proteína LBP-3. Para o desenvolvimento do estudo, os vermes foram cultivados em placas suplementadas com 0,8 mM e 4 mM de ácido mirístico e ácido linoleico durante três e dez dias, e então foram avaliados a viabilidade e crescimento populacional antes e após a indução da anidrobiose. A expressão gênica foi avaliada por RT-qPCR. A estrutura proteica de LBP-3 foi modelada utilizando o programa AlphaFold e analisada para a busca por diferenças estruturais com proteínas de organismos não anidrobiontes. Foi observado que o ácido linoleico prejudica a tolerância do P. superbus à dessecação extrema, e leva ao menor crescimento populacional. Sob estresse da dessecação, fat-5 e nhr-49 apresentaram redução significativa na expressão gênica, enquanto lbp-3 aumentou significativamente. Em relação às análises estruturais, foi observado que LBP-3 apresenta uma sequência sinal de exportação nuclear composta pelos 21 primeiros aminos ácidos na porção N-terminal, diferentes orientações nas a-hélices e uma composição de amino ácidos hidrofílicos na base de sua estrutura de barril-b. Os resultados sugerem que a composição de ácidos graxos no metabolismo é importante para a tolerância a anidrobiose, e que lbp-3 possivelmente é um novo gene relacionado a anidrobiose.
Title in English
Expression and structure of the lipid binding protein 3, and the effect fatty acids supplementation on Panagrolaimus superbus anhydrobiosis
Keywords in English
Alphafold
Anhydrobiosis
Fatty acids
LBPs
Structural modeling
Abstract in English
Anhydrobiosis is a stable state of suspended animation which some organisms can enter when facing drought conditions, and it can be reversed upon rehydration. Lipids present important functions as an energy source, as signaling molecules and in membrane composition in normal and desiccating conditions. Despite that, little is known about the relationship between fatty acids and anhydrobiosis. Thus, this study aimed to analyze the effect of myristic acid and linoleic acid on P. superbus anhydrobiosis, as well as, fatty acid metabolism-related genes expression, and structurally characterize the LBP-3 protein. For the study development, the worms were placed in growth plates supplied with 0.8 mM and 4.0 mM of myristic acid and linoleic acid for three and ten days, and then, the survival and population growth were evaluated prior to and after desiccation. Gene expression was evaluated by RT-qPCR. The protein structure of LBP-3 was modeled with the Alphafold and analyzed for differences in comparison with non-anhydrobiotic proteins. The results obtained demonstrated that the linoleic acid impairs P. superbus anhydrobiosis, and leads to small population growth. Under desiccation conditions, fat-5 and nhr-49 significantly decreased their expression, while lbp-3 significantly increased their expression. Regarding the structural analysis, LBP-3 possesses an extracellular exportation signal composed of its first 21 amino acids at the N-terminal portion, presents differently oriented a-helices and a hydrophilic amino acid composition at the bottom of the bbarrel structure. The results suggest that composition of fatty acid available in metabolism is important for anhydrobiosis tolerance, and lbp-3 possibly is a new anhydrobiosis-related gene.
 
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Publishing Date
2023-07-06
 
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