Structure­function prediction of Glycosylphosphatidylinositol (GPI)­anchored fungal Aspartic peptidases

MARÍA VICTORIA REVUELTA*, FACUNDO ORTS*, ARJEN TEN HAVE*

Quilmes

Congreso; 1er Congreso Argentino de Bioinformática y Biología Computacional; 2010

Asociación Argentina de Bioinformática y Biología Computacional

Background Fungi secrete a number of hydrolases typically somehow involved in nutrient provision and competition. Plant  pathogenic fungus Botrytis cinerea secretes a rather high activity of Aspartic Peptidase (AP). Recently we  showed that it contains 14 putative AP encoding genes. Surprisingly, we found five sequences with a GPI­ anchor motif. A phylogenetic tree of fungal APs showed "ancient" clades comprising sequences from both  basidio­ and ascomycetes as well as a large number of ascomycete­specific clades. GPI­anchored APs  appear in an ancient clade as well as in two related ascomycete­specific clades (referred to as Yapsin  clades). We wonder what this means in terms of function and started a stucture­function prediction analysis  directed at substrate specificity. Results Data mining and phylogenetic analysis were performed mainly directed at the three clades of interest. A  Consurf model of the classic AP pig pepsin shows the highly conserved binding cleft is surrounded by higly  variable flaps. We performed a number of Consurf analyses using fungal APs sampled from our large  multiple sequence alignment using different selection criteria (e.g GPI­APs, ancient­APs, Yapsins). We  compared the flap regions in order to obtain insight in substrate specificity. A comparison between sequences from the ancient GPI­APs and the yapsin superclade with DIVERGE  identified residues likely to be involved in branch formation. A similar analysis between sequences derived  from subclades of the yapsin superclade was hampered by their proximity in the tree and a lack of  sequence  data Other analyses such as a comparison of known structures (SAMO), a surface and a co­evolution analysis  (APs consist of two homologous lobes) as well as the integration of the obtained data is in progress. A final  analysis in which mature proteases will be compared with inactive zymogens will be initiated.   Conclusions Eukaryotic APs form interesting subjects for structure­function prediction since they show high sequence  variability, probably as a result of high structure variablity in the general substrate, protein. The phylogeny  indicates  specialization of sequences. Despite many public fungal genome sequences, it remains difficult to  obtain clear indications regarding substrate specificity. The ancient clade GPI­APs show clear differences  with respect to yapsins, which allows for speculation regarding their physiological function. Differences  among the yapsins are more difficult to obtain. More sequences and other types of analyses will have to be  included in order to obtain predictions regarding possible substrates of specific APs which might eventually  be tested using molecular docking.