Estudio computacional de las relaciones evolutivas de los receptores ionotrópicos NMDA, AMPA y kainato en cuatro especies de primates / Computational study of the evolutionary relationships of the ionotropic receptors NMDA, AMPA and kainate in four species of primates / Estudo computacional das relações evolutivas dos receptores ionotrópicos NMDA, AMPA e cainato em quatro espécies de primatas

RESUMEN

Objetivo. Identificar la influencia de los cambios respecto a la estructura secundaria y a la relación evolutiva de los receptores NMDA, AMPA Y KAINATO en las especies Homo sapiens, Pan troglodytes, Pongo pygmaeus, y Macaca mulata. Materiales y métodos. Se recopilaron 91 secuencias correspondientes a los receptores NMDA, AMPA y Kainato y se sometieron a los programas de predicción de estructura secundaria, sitios de fosforilación, alineamientos múltiples, selección del modelo de evolución y predicción filogenética. Resultados. Se encontró que las subunidades GLUR5, NR2A, NR2C y NR3A presentaron cambios de estructura en la región C-terminal y aparición o pérdida de sitios de fosforilación en esta zona. Adicionalmente la predicción filogenética nos propone que las subunidades NR2 de NMDA son las más cercanas al nodo ancestral que da origen a los demás subunidades. Conclusiones. Los cambios de estructura y sitios de fosforilación en las subunidades GLUR5, NR2A, NR2C y NR3A nos sugieren variaciones en la interacción de la región C-terminal con proteínas quinasas y con proteínas con dominios PDZ lo cual podría afectar el tráfico y anclaje de las subunidades. Por otra parte la predicción filogenética nos propone que los cambios que se presentaron en las subunidades NR2 dieron origen a las demás subunidades de los receptores ionotrópicos de glutamato, básicamente porque son las subunidades de NMDA y en particular NR2D las que se encuentran más estrechamente relacionadas con el nodo ancestral que posiblemente dio origen a los iGluRs.

ABSTRACT

Objective. To identify the influence of changes on the secondary structure and evolutionary relationship of NMDA, AMPA and kainate receptors in Homo sapiens, Pan troglodytes, Pongo pygmaeus and Macaca mulatta. Materials and methods. We identified 91 sequences for NMDA, AMPA and kainate receptors and analyzed with software for predicting secondary structure, phosphorylation sites, multiple alignments, selection of protein evolution models and phylogenetic prediction. Results. We found that subunits GLUR5, NR2A, NR2C and NR3A showed structural changes in the C-terminal region and formation or loss of phosphorylation sites in this zone. Additionally the phylogenetic prediction suggests that the NMDA NR2 subunits are the closest to the ancestral node that gives rise to the other subunits. Conclusions. Changes in structure and phosphorylation sites in GLUR5, NR2A, NR2C and NR3A subunits suggest variations in the interaction of the C-terminal region with kinase proteins and with proteins with PDZ domains, which could affect the trafficking and anchoring of the subunits. On the other hand, the phylogenetic prediction suggests that the changes that occurred in the NR2 subunits gave rise to the other subunits of glutamate ionotropic receptors, primarily because the NMDA and particularly the NR2D subunits are the most closely related to the ancestral node that possibly gave rise to the iGluRs.

RESUMO

Objetivo. Identificar a influência das mudanças da estrutura secundária e da relação evolutiva dos receptores NMDA, AMPA e cainato nas espécies Homo sapiens, Pan troglodytes, Pongo pygmaeus e Macaca mulatta. Materiais e métodos. Foram recopiladas 91 seqüências correspondentes aos receptores NMDA, AMPA e cainato e foram submetidos a programas de predição de estrutura secundária, sítios de fosforilação, alinhamentos múltiplos, seleção do modelo de evolução e predição da filogenia. Resultados. Descobrimos que as subunidades GLUR5, NR2A, NR2C e NR3A apresentaram alterações estruturais na região C-terminal e aparecimento ou perda de sítios de fosforilação nesta área. Além disso, a predição filogenética sugere ainda que as subunidades NR2 de NMDA são as mais próximas ao nó ancestral que dá origem às demais subunidades. Conclusões. As mudanças na estrutura e nos sítios de fosforilação nas subunidades GLUR5, NR2A, NR2C e NR3A sugerem variações na interação da região C-terminal com proteínas quinase e com proteínas de domínios PDZ que poderia afetar o tráfego e fixação das subunidades. Além disso, a predição filogenética sugere que as mudanças ocorridas nas subunidades NR2 deram origem às outras subunidades de receptores ionotrópicos de glutamato, principalmente porque são subunidade NMDA e particularmente NR2D aquelas que são mais estreitamente relacionadas com o nó ancestral que provavelmente deu origem aos iGluRs.