Ribeiro, José Francisco Valente
Uma abordagem bioinformática para o estudo da contribuição das bombas de efluxo “Small Multidrug Resistance” na resistência aos antibióticos em Acinetobacter baumannii através da análise de genoma completo / José Francisco Valente Ribeiro ; orient. Miguel Viveiros, Diana Machado
Uma abordagem bioinformática para o estudo da contribuição das bombas de efluxo “Small Multidrug Resistance” na resistência aos antibióticos em Acinetobacter baumannii através da análise de genoma completo / José Francisco Valente Ribeiro ; orient. Miguel Viveiros, Diana Machado . - Lisboa : NOVA Medical School, 2019 . - xii, 59 p. : il. . -
ABSTRACT: Efflux pumps (EPs) of the small multidrug resistant (SMR) family are poorly characterized in Acinetobacter baumannii. SMR EPs are implicated in the efflux of multiple antimicrobial compounds, mainly organic cationic compounds. In this study, we aimed to identify SMR-type EPs in A. baumannii through whole genome sequence analysis and compare with those of other bacterial species analyzing their putative implications in antimicrobial resistance in A. baumannii. Bioinformatic analysis was performed using annotated genome sequences of A. baumannii retrieved from the NCBI database. Screening of candidate SMR proteins and the corresponding orthologous on other bacteria was done using NCBI and KEGG databases. BLASTP analysis were conducted to compare predicted proteins and quantify the similarity between the aminoacid sequences. The genomic arrangement of orthologue genes was analyzed using SyntTax. Subsystem functional categorization of the predicted CDS and visualization was done by using SEED viewer and multi-genome comparison was done with SEED using genome sequences available in the SEED repository. Whole genome circular representations of A. baumannii reference strains was obtained with GCView. We identified three chromosomally encoded SMR EPs - AbeS, EmrE and SugE - and three SMR EPs encoded in plasmids or class 1 integrons - QacF, QacE and QacEΔ1. Of these, only AbeS, QacE and QacEΔ1 have been studied and associated with drug resistance in A. baumannii. We found that the chromosomal EPs are present in all clonal groups of A. baumannii, whereas only some harbor SMR EPs encoded in mobile elements. We found high level of similarity (> 70%) at aminoacid sequence level with the same EPs in other bacterial species. The presence of several SMR EPs in A. baumannii genome might explain its high predisposition to survive in the presence of organic cationic compounds, as such disinfectants, biocides and dyes. The finding of SMR orthologues in A. baumannii genome may suggest a similar role on antimicrobial resistance. This in silico approach will be helpful to predict important phenotypic characteristics for antimicrobials, including antibiotics.
RESUMO: As bombas de efluxo (BEs) da família “Small Multidrug Resistance” (SMR) encontram-se pouco caracterizadas em Acinetobacter baumannii. Estes transportadores estão implicados no efluxo de múltiplos compostos antimicrobianos, principalmente compostos orgânicos catiónicos. Neste trabalho, pretendemos identificar BEs do tipo SMR em A. baumannii através da análise da sequência do genoma completo e compará-lo com os de outras espécies bacterianas, analisando as possíveis implicações na resistência antimicrobiana nesta espécie. A análise bioinformática foi realizada usando genomas anotados de A. baumannii publicados na base de dados do NCBI. A pesquisa das proteínas candidatas e os ortólogos correspondentes em outras bactérias foi realizada usando a base de dados do NCBI e KEGG. A análise da similaridade entre as sequências de aminoácidos das proteínas encontradas foi efectuada usando o algoritmo BLASTP. A categorização funcional dos subsistemas de sequências de DNA codificante (CDS) e a sua visualização foi determinada com o programa SEED. O arranjo genómico dos genes ortólogos foi analisado usando o programa SyntTax. As representações circulares do genoma das estirpes de referência de A. baumannii foi obtida recorrendo ao programa GCView. Identificámos três BE SMR codificadas no cromossoma - AbeS, EmrE e SugE - e três codificadas em plasmídeos ou integrões de classe 1 - QacF, QacE e QacEΔ1. Destas, apenas as BEs AbeS, QacE e QacEΔ1 se encontram estudadas e associadas à resistência a compostos antimicrobianos em A. baumannii. Verificamos que as BE cromossómicas estão presentes em todos os grupos clonais de A. baumannii, enquanto apenas alguns possuem BEs codificadas em elementos móveis. As BEs encontradas neste trabalho apresentam elevado nível de similaridade (> 70%) ao nível da sequência de aminoácidos com BEs do tipo SMR presentes noutras espécies bacterianas. A presença de várias BEs do tipo SMR no genoma de A. baumannii pode explicar a elevada predisposição de A. baumannii para sobreviver na presença de compostos orgânicos catiónicos, como desinfectantes, biocidas e corantes. A identificação de proteínas ortólogas do tipo SMR no genoma de A. baumannii sugere um papel semelhante na resistência antimicrobiana. A abordagem in silico baseada na análise de sequências de genomas completos poderá ser útil para identificar características fenotípicas relevantes, para diversos compostos antimicrobianos, incluindo antibióticos. Acinetobacter baumannii
Computational Biology
Academic Dissertation
Portugal
616
Uma abordagem bioinformática para o estudo da contribuição das bombas de efluxo “Small Multidrug Resistance” na resistência aos antibióticos em Acinetobacter baumannii através da análise de genoma completo / José Francisco Valente Ribeiro ; orient. Miguel Viveiros, Diana Machado . - Lisboa : NOVA Medical School, 2019 . - xii, 59 p. : il. . -
ABSTRACT: Efflux pumps (EPs) of the small multidrug resistant (SMR) family are poorly characterized in Acinetobacter baumannii. SMR EPs are implicated in the efflux of multiple antimicrobial compounds, mainly organic cationic compounds. In this study, we aimed to identify SMR-type EPs in A. baumannii through whole genome sequence analysis and compare with those of other bacterial species analyzing their putative implications in antimicrobial resistance in A. baumannii. Bioinformatic analysis was performed using annotated genome sequences of A. baumannii retrieved from the NCBI database. Screening of candidate SMR proteins and the corresponding orthologous on other bacteria was done using NCBI and KEGG databases. BLASTP analysis were conducted to compare predicted proteins and quantify the similarity between the aminoacid sequences. The genomic arrangement of orthologue genes was analyzed using SyntTax. Subsystem functional categorization of the predicted CDS and visualization was done by using SEED viewer and multi-genome comparison was done with SEED using genome sequences available in the SEED repository. Whole genome circular representations of A. baumannii reference strains was obtained with GCView. We identified three chromosomally encoded SMR EPs - AbeS, EmrE and SugE - and three SMR EPs encoded in plasmids or class 1 integrons - QacF, QacE and QacEΔ1. Of these, only AbeS, QacE and QacEΔ1 have been studied and associated with drug resistance in A. baumannii. We found that the chromosomal EPs are present in all clonal groups of A. baumannii, whereas only some harbor SMR EPs encoded in mobile elements. We found high level of similarity (> 70%) at aminoacid sequence level with the same EPs in other bacterial species. The presence of several SMR EPs in A. baumannii genome might explain its high predisposition to survive in the presence of organic cationic compounds, as such disinfectants, biocides and dyes. The finding of SMR orthologues in A. baumannii genome may suggest a similar role on antimicrobial resistance. This in silico approach will be helpful to predict important phenotypic characteristics for antimicrobials, including antibiotics.
RESUMO: As bombas de efluxo (BEs) da família “Small Multidrug Resistance” (SMR) encontram-se pouco caracterizadas em Acinetobacter baumannii. Estes transportadores estão implicados no efluxo de múltiplos compostos antimicrobianos, principalmente compostos orgânicos catiónicos. Neste trabalho, pretendemos identificar BEs do tipo SMR em A. baumannii através da análise da sequência do genoma completo e compará-lo com os de outras espécies bacterianas, analisando as possíveis implicações na resistência antimicrobiana nesta espécie. A análise bioinformática foi realizada usando genomas anotados de A. baumannii publicados na base de dados do NCBI. A pesquisa das proteínas candidatas e os ortólogos correspondentes em outras bactérias foi realizada usando a base de dados do NCBI e KEGG. A análise da similaridade entre as sequências de aminoácidos das proteínas encontradas foi efectuada usando o algoritmo BLASTP. A categorização funcional dos subsistemas de sequências de DNA codificante (CDS) e a sua visualização foi determinada com o programa SEED. O arranjo genómico dos genes ortólogos foi analisado usando o programa SyntTax. As representações circulares do genoma das estirpes de referência de A. baumannii foi obtida recorrendo ao programa GCView. Identificámos três BE SMR codificadas no cromossoma - AbeS, EmrE e SugE - e três codificadas em plasmídeos ou integrões de classe 1 - QacF, QacE e QacEΔ1. Destas, apenas as BEs AbeS, QacE e QacEΔ1 se encontram estudadas e associadas à resistência a compostos antimicrobianos em A. baumannii. Verificamos que as BE cromossómicas estão presentes em todos os grupos clonais de A. baumannii, enquanto apenas alguns possuem BEs codificadas em elementos móveis. As BEs encontradas neste trabalho apresentam elevado nível de similaridade (> 70%) ao nível da sequência de aminoácidos com BEs do tipo SMR presentes noutras espécies bacterianas. A presença de várias BEs do tipo SMR no genoma de A. baumannii pode explicar a elevada predisposição de A. baumannii para sobreviver na presença de compostos orgânicos catiónicos, como desinfectantes, biocidas e corantes. A identificação de proteínas ortólogas do tipo SMR no genoma de A. baumannii sugere um papel semelhante na resistência antimicrobiana. A abordagem in silico baseada na análise de sequências de genomas completos poderá ser útil para identificar características fenotípicas relevantes, para diversos compostos antimicrobianos, incluindo antibióticos. Acinetobacter baumannii
Computational Biology
Academic Dissertation
Portugal
616
