Resum
   Introducció
   Materials i mètodes
   Resultats
   Conclusions

   Bibliografia
   Agraïments

   Principal

CONCLUSIONS

Analitzant els resultats obtinguts, hem arribat a les següents conclusions per a cadascuna de les 3 selenoproteïnes humanes estudiades:

- Selenoproteïna I
- Selenoproteïna X
- Selenoproteïna W
   Selenoproteïna I

Analitzant l'alineament múltiple d'aquesta selenoproteïna amb seqüències proteiques d'altres organismes, hem arribat a la conclusió que és molt probable que les següents espècies (a part de la humana, Homo sapiens, NP_277040) també tinguin la selenoproteïna I (taula 14):

ESPÈCIES
IDENTIFICADOR
Rattus norvegicus (mamífer)
CV116366 (EST)
Mus musculus (mamífer)
BX519296 (EST)
Xenopus tropicalis (amfibi)
CX964228 (EST)
Gasterosteus aculeatus (peix)
DN689568 (EST)
Gallus gallus (au)
BM490310 (EST)
Bos taurus (mamífer)
CK832408 (EST)
Taula 14

L'elevada conservació que es pot apreciar a tota la regió del voltant de la selenocisteïna (U), que apareix en totes les seqüències, fa pensar que es tracta de la mateixa selenoproteïna de diferents espècies.

El que ens fa pensar que el codó TGA es tradueix com a Sec (i no que s'interpreti com a codó stop) en totes les espècies és l'elevada conservació que observem downstream d'aquest aminoàcid. Si el codó TGA fos un codó stop, no apreciaríem aquesta elevada conservació, perquè les mutacions que es produïssin a aquesta regió no serien penalitzades (no hi hauria selecció negativa), i s'anirien acumulant, de manera que observaríem una seqüència aminoacídica diferent en les diferents espècies downstream al codó TGA. I més diferent seria aquesta seqüència com més allunyades filogenèticament estiguessin les espècies que s'estudien. Per això la conservació en espècies molt divergents és molt informativa, perquè ens indica que es tracta d'una regió amb forta pressió per part de la selecció natural.

En totes les espècies veiem una regió bastant extensa d'aminoàcids que es troba molt conservada. Veiem que en tots els casos trobem el pató KPXXDUL/XXXEE al voltant de la Sec.

Encara que de moment no es té informació funcional i estructural d'aquesta selenoproteïna (només s'han predit per anàlisis de seqüències in silico 10 hèlix transmembrana, indicatiu d'una proteïna integral de membrana), la molt elevada conservació d'aquesta regió ens informa de la seva importància.

En aquest cas no hem observat cap element SECIS a la regió 3' UTR del gen que codifica per la selenoproteïna, però això no vol dir que aquests elements SECIS no hi siguin presents. Si realment es tracta d'una selenoproteïna, que és el que creiem en les espècies esmentades a la taula (degut a la presència de la U i de la l'elevada conservació de la regió), l'element SECIS hi ha de ser present. El fet que no haguem trobat aquesta estructura és degut a que a les seqüències usades no s'havia seqüenciat prou regió 3' UTR o aquesta regió 3' (on es trobaria l'element SECIS) no era present a la seqüència nucleotídica.

   Selenoproteïna X

Analitzant l'alineament múltiple d'aquesta selenoproteïna amb seqüències proteiques d'altres organismes, hem arribat a la conclusió que és molt probable que les següents espècies (a part de la humana, Homo sapiens, NP_057416) també tinguin la selenoproteïna X (taula 15):

ESPÈCIES
IDENTIFICADOR
Pongo pygmaeus (mamífer)
CR763568 (EST)
Bos taurus (mamífer)
CK952899 (EST)
Ovis aries (mamífer)
DY522648 (EST)
Sus scrofa (mamífer)
DN101504 (EST)
Oryctolagus cuniculus (mamífer)
DN890944 (EST)
Mus musculus (mamífer)
TC1564935 (EGO)
Rattus norvegicus (mamífer)
TC536815 (EGO)
Canis familiaris (mamífer)
DN433945 (EST)
Gallus gallus (au)
TC186561 (EGO)
Haplochromis chilotes (peix)
TC796 (EGO)
Takifugu rubripes (peix)
AL834586 (EST)
Oryzias latipes (tremàtode)
TC33436 (EGO)
Aphyosemion australe (peix)
TC6371 (EGO)
Paralichthys olivaceus (peix)
CX286692 (EST)
Gasterosteus aculeatus (peix)
DV013787 (EST)
Oncorhynchus mykiss (peix)
TC88469 (EGO)
Salmo salar (peix)
TC28745 (EGO)
Xenopus tropicalis (amfibi)
TC17189 (EGO)
Danio rerio (peix)
TC292690 (EGO)
Pimephales promelas (peix)
DT101194 (EST)
Ambystoma mexicanum (amfibi)
CO784442 (EST)
Squalus acanthias (tauró)
DV497091 (EST)
Leucoraja erinacea (raja)
DR783669 (EST)
Molgula tectiformis (ascidiacea, metazou)
CJ351233 (EST)
Branchiostoma floridae (lancelet)
BW777341 (EST)
Hypsibius dujardini (tardigrade)
CK326724 (EST)
Ictalurus furcatus (peix)
BQ097207 (EST)
Boophilus microplus (aràcnid)
CV443781 (EST)
Taula 15

Analitzant l'alineament múltiple d'aquesta selenoproteïna amb seqüències proteiques d'altres organismes, també hem arribat a la conclusió que és molt probable que les següents espècies tinguin proteïnes homòlogues (ja que tenen cisteïna, C, enlloc de selenocisteïna, U) a la selenoproteïna X (taula 16):

ESPÈCIES
IDENTIFICADOR
Aspergillus flavus (eurotiomycetes)
TC8426 (EGO)
Aspergillus nidulans (eurotiomycetes)
NP1064701 (EGO)
Schizosaccharomyeces pombe (llevat)
NP271236 (EGO)
Magnaporthe grisea (pezizomycetes, fong)
TC12046 (EGO)
Saccharum officinarum (planta)
TC59427 (EGO)
Toxoplasma gondii (coccidia, protozou)
TC34021 (EGO)
Dictyostelium discoideum (dictyostelia, protozou)
TC26118 (EGO)
Drosophila melanogaster (insecte)
TC182347 (EGO)
Taula 16

L'elevada conservació que es pot apreciar a tota la regió del voltant de la selenocisteïna (U) o la cisteïna (C), que apareix en totes les seqüències, fa pensar que es tracta de la mateixa selenoproteïna en diferents espècies (taula 1) i d'una proteïna homòloga en altres espècies (taula 2).

Com en el cas de la selenoproteïna I, el que ens fa pensar que el codó TGA es tradueix com a Sec (i que no s'interpreti com a codó stop) en totes les espècies és l'elevada conservació que observem downstream de la Sec, i el fet de que aliniï tan bé amb totes les seqüències (tant si tenen C com U). Si el codó TGA fos un codó stop no apreciaríem aquesta elevada conservació, perquè les mutacions que es puguessin acumular a aquesta regió no serien penalitzades, i s'anirien acumulant. Per això la conservació en espècies molt divergents és molt informativa, perquè ens indica que es tracta d'una regió amb forta pressió per part de la selecció natural.

En totes les espècies veiem una regió bastant extensa d'aminoàcids que es troba molt conservada. En totes les selenoproteïnes trobem el pató GLGHEFXXXDGPXXXXSRFUIFSXXLKF al voltant de la Sec. I en totes les proteïnes homòlogues observem el patró HL/MGHXFXGEXXXXP/AXXXXRH/FCI/VXSXSL/I.

La molt elevada conservació d'aquesta regió és molt informativa. Ens indica que es tracta d'una regió de la proteïna amb un paper funcional i/o estructural rellevant, segurament relacionat amb les reaccions redox, ja que, tot i que la importància relativa de la Sel X encara està en debat, hi ha cohesió per afirmar que es tracta d'un enzim metionina-R-sulfòxid reductasa, i la seva expressió s'estimula en condicions d'estrés oxitatiu, funcionant com a antioxidant (sobretot a nivell cerebral).

La molt elevada conservació també és conseqüència en aquest cas de que les Sec solen formar part del centre actiu d'enzims, i el centre actiu és de les regions més importants dels enzims i, per tant, una mutació en aquestes regions pot ser molt perjudicial i serà fortament penalitzada per la selecció natural.

El fet que unes seqüències presentin una C enlloc d'una U no representa una gran modificació a nivell molecular, ja que l'aminoàcid citeïna (C) i selenocisteïna (U) es poden intercanviar amb relativa facilitat, ja que químicament són similars. A més la substitució de l'aminoàcid cisteïna per selenocisteïna ha estat afavorit perquè el Seleni (Se) és un àtom més actiu que el sofre (S). Per tant, la selenoproteïna tindrà les mateixes propietats que les proteïnes homòlogues amb C, però serà més activa.

A més, l'observació d'elements SECIS a vàries de les seqüències que considerem que codifiquen per una selenoproteïna reforça la nostra idea de que es tracta d'una selenoproteïna.

Pel que fa a aquesta selenoproteïna (SelX), hem trobat curiós trobar aquesta selenoproteïna en una espècie d'invertebrats, concretament a l'aràcnid Boophilus microplus. Ens ha sorprès perquè la selenoproteïna X només s'ha localitzat en vertebrats de moment (segons la bibliografia), i els seus homòlegs en altres eucariotes i procariotes contenen Cys enlloc de Sec. El fet que la seqüència presenti més homologia amb el grup d'espècies que tenen selenoproteïna que no amb la resta d'invertebrats (que tenen Cys enlloc de Sec), és altament sospitós. Creiem que caldria analitzar més exhaustivament si es tracta realment d'una seqüència de l'aràcnid Boophilus microplus, o d'una contaminació de la base de dades EST.

   Selenoproteïna W

Analitzant l'alineament múltiple d'aquesta selenoproteïna amb seqüències proteiques d'altres organismes, hem arribat a la conclusió que és molt probable que les següents espècies (a part de la humana, Homo sapiens, NP_003000) també tinguin la selenoproteïna W (taula 17):

ESPÈCIES
IDENTIFICADOR
Ictalurus punctatus (peix)
TC10354 (EGO)
Danio rerio (peix)
TC292064 (EGO)
Oncorhynchus mykiss (peix)
TC86388 (EGO)
Salmo salar (peix)
TC29932 (EGO)
Pongo pygmaeus (mamífer)
CR768863 (EST)
Macaca mulatta (mamífer)
DR771274 (EST)
Macaca fascicularis (mamífer)
CJ437390 (EST)
Pan troglodytes CB295308 (mamífer)
CB295308 (EST)
Triticum aestivum (planta)
BQ245294 (EST)
Canis familiaris (mamífer)
DN433064 (EST)
Ovis aries (mamífer)
DY494961 (EST)
Bos taurus (mamífer)
DY162680 (EST)
Sus scrofa (mamífer)
DN129124 (EST)
Mus musculus (mamífer)
TC1564936 (EGO)
Rattus norvegicus (mamífer)
TC571910 (EGO)
Oryctolagus cuniculus (mamífer)
DN890780 (EST)
Spermophilus tridecemlineatus (mamífer)
CX624687 (EST)
Xenopus laevis (amfibi)
TC258567 (EGO)
Xenopus tropicalis (amfibi)
TC977 (EGO)
Gallus gallus (au)
TC188143 (EGO)
Schistosoma mansoni (tremàtode)
TC16998 (EGO)
Taula 17

Primer de tot voldríem comentar que ens va sorprendre molt trobar una selenoproteïna en una planta, concretament al blat (Triticum aestivum). La selenoproteïna humana W (NP_003000) alineava molt bé amb una seqüència que la base de dades EST atribuïa al blat. Això és sobretot sorprenent perquè fins ara no s'ha trobat cap selenoproteïna en espècies vegetals. Per això vam mirar si la seqüència que EST atribuïa a l'espècia vegetal Triticum aestivum alineava, realitzant un BLAST, amb la seqüència de tot el genoma d'aquesta espècie vegetal. Vam veure que el BLAST no ens proporcionava cap alineament amb una puntuació prou bona perquè consideréssim que aquella seqüència corresponia al blat. Per tant, hem arribat a la conclusió que es tracta d'un error de la base de dades EST.

L'elevada conservació que es pot apreciar a tota la regió del voltant de la selenocisteïnan (U) fa pensar que es tracta de la mateixa proteïna (en aquest cas selenoproteïna, perquè totes tenen U).

Com en els casos anteriors, el que ens fa pensar que el codó TGA es tradueix com a Sec en totes les espècies (i que no s'interpreti com a codó stop) és l'elevada conservació que observem downstream de la Sec. L'elevada conservació apreciada ens indica que es tracta d'una regió codificant i important (en les selenoproteïnes, la U forma part del centre actiu de l'enzim) i, per tant, sotmesa a forta selecció.

En totes les espècies veiem una regió extensa d'aminoàcids bastant conservada. Veiem que en tots els casos trobem el pató YCGG/AUGYXP/SK al voltant de la selenocisteïna. I sabem que CXXU és un motiu redox. Això corrobora la descripció accessible en la biliografia de la funció potencial de la Sel W en el metabolisme redox.

També reforça la nostra hipòtesis de que es tracta de la mateixa selenoproteïna en diferents espècies el fet que haguem trobat elements SECIS en algunes de les seqüències nucleotídiques que havíem considerat que codificaven per selenoproteïnes (tenint en compte la presència de l'aminoàcid U i l'elevada conservació downstream d'aquest aminoàcid).