Analysis of Germin-like protein genes family in Vitis vinifera (VvGLPs) using various in silico approaches
Análise da família de genes de proteínas semelhantes a germin em Vitis vinifera (VvGLPs) usando várias abordagens in silico
Braz. j. biol; 84 (), 2024
Publication year: 2024
Germin-like proteins (GLPs) play an important role against various stresses. Vitis vinifera L. genome contains 7 GLPs; many of them are functionally unexplored. However, the computational analysis may provide important new insight into their function. Currently, physicochemical properties, subcellular localization, domain architectures, 3D structures, N-glycosylation & phosphorylation sites, and phylogeney of the VvGLPs were investigated using the latest computational tools. Their functions were predicted using the Search tool for the retrieval of interacting genes/proteins (STRING) and Blast2Go servers. Most of the VvGLPs were extracellular (43%) in nature but also showed periplasmic (29%), plasma membrane (14%), and mitochondrial- or chloroplast-specific (14%) expression. The functional analysis predicted unique enzymatic activities for these proteins including terpene synthase, isoprenoid synthase, lipoxygenase, phosphate permease, receptor kinase, and hydrolases generally mediated by Mn+ cation. VvGLPs showed similarity in the overall structure, shape, and position of the cupin domain. Functionally, VvGLPs control and regulate the production of secondary metabolites to cope with various stresses. Phylogenetically VvGLP1, -3, -4, -5, and VvGLP7 showed greater similarity due to duplication while VvGLP2 and VvGLP6 revealed a distant relationship. Promoter analysis revealed the presence of diverse cis-regulatory elements among which CAAT box, MYB, MYC, unnamed-4 were common to all of them. The analysis will help to utilize VvGLPs and their promoters in future food programs by developing resistant cultivars against various biotic (Erysiphe necator and in Powdery Mildew etc.) and abiotic (Salt, drought, heat, dehydration, etc.) stresses.
As proteínas do tipo germin (GLPs) desempenham um papel importante contra vários estresses. O genoma de Vitis vinifera L. contém 7 GLPs; muitos deles são funcionalmente inexplorados. No entanto, a análise computacional pode fornecer informações importantes sobre sua função. Atualmente, as propriedades físico-químicas, localização subcelular, arquitetura de domínio, estruturas 3D, sítios de N-glicosilação e fosforilação e estudos filogenéticos dos VvGLPs foram conduzidos usando as ferramentas computacionais mais recentes. Suas funções foram previstas usando a ferramenta Search para recuperação de genes/proteínas em interação (STRING) e servidores Blast2Go. A maioria dos VvGLPs são extracelulares (43%) na natureza, mas também mostraram expressão periplasmática (29%), na membrana plasmática (14%) e específica para mitocôndrias ou cloroplastos (14%). A análise funcional previu atividades enzimáticas únicas para essas proteínas, incluindo terpeno sintase, isoprenoide sintase, lipoxigenase, fosfato permease, receptor quinase e hidrolases geralmente mediadas por cátion Mn +. VvGLPs mostraram similaridade na estrutura geral, forma e posição do domínio cupin. Funcionalmente, os VvGLPs controlam e regulam a produção de metabólitos secundários para lidar com vários estresses. Filogeneticamente, VvGLP1, -3, -4, -5 e VvGLP7 mostraram maior similaridade devido à duplicação, enquanto VvGLP2 e VvGLP6 revelaram uma relação distante. A análise do promotor revelou a presença de diversos elementos cis-reguladores, entre os quais CAAT box, MYB, MYC, sem nome-4, sendo comum a todos eles. A análise ajudará a utilizar VvGLPs e seus promotores em programas alimentares futuros, desenvolvendo cultivares resistentes contra vários estresses bióticos (Erysiphe necator e no oídio, etc.) e abióticos (sal, seca, calor, estresse hídrico, etc.).