Mineração in silico de enzimas análogas essenciais nos genomas de patógenos bacterianos e fúngicos de Glycine max, Zea mays e Solanum lycopersicum

Abstract

Os últimos vinte anos foram de intenso crescimento na agricultura brasileira, com base na produtividade e expansão das fronteiras agrícolas. Diversas medidas de manejo das lavouras são empregadas, a exemplo da rotativdade de culturas, fertilização quimica, uso de cultivares resistentes e o uso de agrotóxicos. Os agrotóxicos são uma das principais medidas de controle de pragas e doenças mais amplamente usadas em cultivos de plantas e seu uso indiscriminado representa um risco direto à saúde das populações e ao ambiente em todo o mundo. Os riscos para a saúde humana incluem doenças agudas, como tonturas, enjôos, vômitos, infecções de pele e doenças crônica a exemplo de malformação fetal, doenças neurológicas e neoplasias malignas. Os danos ao meio ambiente vão desde a contaminação dos corpos d'água até a morte de polinizadores e microbiota do solo. Como resultado, existe uma grande necessidade de desenvolvimento de novas moléculas menos tóxicas a serem empregadas contra patógenos de plantas Neste trabalho, empregamos uma abordagem in silico para estudar os genes que codificam enzimas dos genomas de três plantas comercialmente importantes, soja (Glycine max), tomate (Solanum lycopersicum) e milho (Zea mays), bem como 15 patógenos de plantas (4 bactérias e 11 fungos), com foco em revelar um conjunto de enzimas análogas essenciais que poderiam ser priorizadas como alvos de drogas. Combinando sequência e dados estruturais, obtivemos um conjunto inicial de 568 casos de analogia, dos quais 97 foram validados e refinados, revelando um subconjunto de 29 atividades enzimáticas essenciais com um total de 119 formas estruturais diferentes, a maioria pertencentes a rotas metabólicas centrais, incluindo o metabolismo de carboidratos e de aminoácidos, entre outros. Além disso, outro subconjunto de 26 atividades enzimáticas possui uma estrutura terciária específica para o patógeno, não presente em plantas, homens e polinizadores, o que pode ser importante para o desenvolvimento de inibidores enzimáticos específicos contra doenças de plantas menos nocivas ao homem e ao meio ambiente.