Anais da Academia Brasileira de Ciências (Jun 2012)
Purification, characterization and structural determination of chitinases produced by Moniliophthora perniciosa
Abstract
The enzyme chitinase from Moniliophthora perniciosa the causative agent of the witches' broom disease in Theobroma cacao, was partially purified with ammonium sulfate and filtration by Sephacryl S-200 using sodium phosphate as an extraction buffer. Response surface methodology (RSM) was used to determine the optimum pH and temperature conditions. Four different isoenzymes were obtained: ChitMp I, ChitMp II, ChitMp III and ChitMp IV. ChitMp I had an optimum temperature at 44-73ºC and an optimum pH at 7.0-8.4. ChitMp II had an optimum temperature at 45-73ºC and an optimum pH at 7.0-8.4. ChitMp III had an optimum temperature at 54-67ºC and an optimum pH at 7.3-8.8. ChitMp IV had an optimum temperature at 60ºC and an optimum pH at 7.0. For the computational biology, the primary sequence was determined in silico from the database of the Genome/Proteome Project of M. perniciosa, yielding a sequence with 564 bp and 188 amino acids that was used for the three-dimensional design in a comparative modeling methodology. The generated models were submitted to validation using Procheck 3.0 and ANOLEA. The model proposed for the chitinase was subjected to a dynamic analysis over a 1 ns interval, resulting in a model with 91.7% of the residues occupying favorable places on the Ramachandran plot and an RMS of 2.68.A enzima quitinase de Moniliophthora perniciosa, o fungo causador da doença vassoura de bruxa em Theobroma cacao, foi parcialmente purificada por precipitação com sulfato de amônio e filtração em coluna de Sephacryl S-200 usando fosfato de sódio como tampão de extração. A metodologia de Superfície de resposta (MSR) foi usada para determinar o pH e temperatura ótimos. Foram isoladas quatro quitinases diferentes: ChitMp I, ChitMp II, ChitMp III e ChitMp IV. A ChitMp I mostrou temperatura ótima de 44-73ºC e pH ótimo de 7,0-8,4. A ChitMp II apresentou temperatura ótima entre 45-73ºC e pH ótimo de 7,0-8,4. ChitMp III apresentou temperatura ótima de 54-67ºC e pH ótimo de 7,3-8,8. ChitMp IV apresentou temperatura ótima de 60ºC e pH ótimo em 7,0. Em relação à biologia computacional a sequência primária foi feita in silico usando banco de dados do Projeto Genoma/Proteoma do M. perniciosa, obtendo-se uma sequência com 564 pb e 188 aminoácidos, que foi utilizada para a obtenção da estrutura tridimensional por metodologia de modelagem comparativa. Os modelos gerados foram submetidos à validação usando Procheck 3.0 and ANOLEA. O modelo proposto para a quitinase foi submetido à análise dinâmica por 1 ns, resultando em um modelo com 91,7% de seus resíduos em locais regiões favoráveis no gráfico de Ramachandran e RMS de 2,68.
Keywords
