Journal of Data Mining en génomique et protéomique

Abstrait

Bioinformatique et évolution de la lipase pancréatique des vertébrés et des protéines et gènes associés

Roger S Holmes et Laura A Cox

Contexte : La lipase pancréatique (PTL) fonctionne en présence de colipase dans l'hydrolyse des graisses émulsifiées dans l'intestin grêle après sécrétion du pancréas. La protéine 1 apparentée à la lipase pancréatique (PLR1) est également présente dans les sécrétions pancréatiques et peut jouer un rôle régulateur dans la lipolyse ; PLR2 catalyse les réactions pancréatiques des triglycérides et des galactolipases tandis que PLR3 peut avoir une fonction lipasique apparentée mais inconnue. Les séquences et structures d'acides aminés comparatives de PTL, PLR1, PLR2 et PLR3 ainsi que les emplacements et séquences de gènes ont été examinés à l'aide de données provenant de plusieurs projets sur le génome des vertébrés.

Méthodes : Les alignements de séquences et les structures secondaires et tertiaires prédites conservées ont été étudiés et les résidus d'acides aminés et domaines clés identifiés sur la base de rapports antérieurs sur les PTL humaines et porcines. Des analyses comparatives des gènes de type PTL des vertébrés ont été réalisées à l'aide du navigateur de génomes de l'UC Santa Cruz. Des études de phylogénie ont étudié l'évolution de ces gènes de type PTL des vertébrés.

Données : Les séquences PTL humaines et murines partageaient 78 % d'identités, mais seulement 64 à 68 % d'identités avec les séquences PLR1 et PLR2 humaines et murines. Plusieurs domaines protéiques PTL et de type PTL de vertébrés ont été prédits à l'aide de la bioinformatique, notamment un peptide signal N ; un ou plusieurs sites de N-glycosylation ; une région de repli d'hydrolase α/β contenant une triade catalytique ; une région « couvercle » pour le site actif ; une « charnière » séparant les régions lipase et PLAT ; et une région PLAT C-terminale. Les séquences PLR1 des mammifères euthériens conservaient des résidus (196Val/198Ala) responsables de la perte d'activité de la lipase triacylglycérol tandis que les séquences PLR1 des vertébrés inférieurs conservaient les résidus lipase « actifs ». En revanche, les séquences PTL, PLR2 et PLR3 des mammifères présentaient des résidus lipase « actifs » (196Ala/198Pro) ; Les séquences PLR1 des poulets et des grenouilles ont conservé les résidus « actifs » de la lipase, tandis que les séquences PLR1 des opossums et des ornithorynques ont présenté les résidus 196Ala/Ser198 et 196Ser/198Pro. Une analyse de l'arbre phylogénétique a fourni des preuves de l'existence de quatre familles distinctes de gènes de vertébrés de type PTL.

Conclusions : La lipase pancréatique (PTL) et les gènes et protéines apparentés (PLR1 et PLR2) sont présents dans tous les génomes de vertébrés examinés, tandis que PLR3 n'est présent que dans les génomes de primates. La forme « inactive » de PLR1 de vertébrés est limitée aux mammifères euthériens. Les gènes de type PTL des vertébrés semblent provenir d'un ancêtre vertébré suite à des événements de duplication de gènes d'un gène ancestral de type PTL. Deux lignées distinctes d'évolution de gènes de type PTL sont proposées chez les vertébrés inférieurs (PTL/PLR1 et PLR2), avec un autre événement de duplication de gènes (PLR2/PLR3) pour les génomes de primates.