Proteomic characterization of the liver of Nellore cattle divergent for feed efficiency

A alimentação é um dos custos mais relevantes da produção de bovinos de corte e melhorar a eficiência na utilização de nutrientes é essencial para a viabilidade da produção, dado o atual cenário de crescente demanda por proteína animal e mercado altamente competitivo. Nesse contexto, a proteômica surge como uma importante ferramenta na busca por alternativas que aumentem a eficiência alimentar (EA) de bovinos de corte. Assim, o objetivo deste trabalho é caracterizar o proteoma hepático de bovinos Nelore classificados quanto à EA. Noventa e oito animais foram avaliados em projeto anterior e seis indivíduos de baixa (BEA) e alta eficiência (AEA) tiveram amostras de fígado coletadas no abate, congeladas em Nitrogênio líquido e armazenadas em freezer à -80 ºC. Após a extração e precipitação das proteínas, as amostras foram processadas por duas abordagens distintas: digeridas com tripsina em solução e analisadas em cromatógrafo líquido de alta eficiência acoplado ao espectrômetro de massas (LC-MS/MS); e previamente separadas em gel para posterior digestão e análise (GeLC-MS/MS). Os dados adquiridos por LC-MS/MS foram analisados com o programa MaxQuant contra os bancos de Bos taurus e Bos indicus do Uniprot para identificação das proteínas, e os resultados analisados com o programa Perseus. Os dados obtidos por GeLC-MS/MS foram analisados com os programas Mascot Distiller e X! Tandem e validados no Scaffold Q+ contra o banco Bos taurus do Uniprot e os resultados analisados com os programas Scaffold Q+ e Perseus. Para abordagem LC-MS/MS, 376 proteínas foram quantificadas e submetidas à análise de abundância diferencial e construção de redes de co-expressão pelo WGCNA, identificando 42 proteínas diferencialmente abundantes (PDAs, p < 0,05) e três módulos significativamente associados à EA. Pela abordagem GeLC-MS/MS foram quantificadas 102 proteínas, das quais cinco foram PDAs (p-valor < 0,05). Três PDAs foram comuns às duas abordagens proteômicas. As proteínas associadas negativamente à EA foram principalmente relacionadas à síntese lipídica, degradação de ácidos graxos, enzimas do sistema do citocromo P450 e processos oxidativos. Por outro lado, as proteínas positivamente relacionadas à EA, foram principalmente envolvidas em processamento e enovelamento de proteínas, além de proteínas atuantes na manutenção da integridade e restauração do citoesqueleto celular. Em ambos os grupos também foram identificadas proteínas que atuam no sistema imunológico e resposta inflamatória. Estes resultados comprovam experimentos anteriores do grupo e demonstram a existência de diferença entre os proteomas do fígado de animais eficientes e ineficientes.Feeding is one of the most relevant cost of beef cattle production and improving nutrient utilization efficiency is essential for the viability of production, given the current scenario of increasing demand for animal protein and highly competitive market. In this context, proteomics appears as an important tool in the search for alternatives that increase the feed efficiency (FE) of beef cattle. Thus, the aim of this work is to characterize the hepatic proteome of beef cattle selected for divergent FE. Ninety-eight animals were evaluated in a previous project, and six individuals with low feed efficiency (LFE) and six with high feed efficiency (HFE) had liver samples collected at slaughter, frozen in liquid Nitrogen and stored in a freezer at -80 °C. After protein extraction and precipitation, the samples were processed by two different approaches: digested with trypsin in solution and analyzed in a high efficiency liquid chromatograph coupled to the mass spectrometer (LC-MS/MS); and previously separated in gel for further digestion and analysis (GeLC-MS/MS). Data acquired by LC-MS/MS were analyzed with MaxQuant software against the Bos taurus and Bos indicus Uniprot databases for proteins identification and the results analyzed with Perseus software. The data obtained by GeLC-MS/MS were analyzed with the softwares Mascot Distiller and X! Tandem and validated in the Scaffold Q+, against Bos taurus Uniprot database and results analyzed with the softwares Scaffold Q+ and Perseus. For the LC-MS/MS approach, 376 proteins were quantified and submitted to differential abundance analysis and co-expression networks by WGCNA, identifying 42 differentially abundant proteins (DAPs, p < 0.05) and three modules significantly associated with FE. For the GeLC-MS/MS approach, 102 proteins were quantified, of which five were DAPs (p-value < 0.05). Three DAPs were common to both proteomics approaches. Proteins negatively associated with FE were mainly related to lipid synthesis, degradation of fatty acids, cytochrome P450 system enzymes and oxidative processes. On the other hand, proteins positively related to FE were mainly involved in protein processing and folding, maintenance of the integrity and restoration of the cellular cytoskeleton. In both groups were also identified proteins that play a role on the immune system and inflammatory response. These results prove previous experiments of the group and demonstrate the existence of difference between liver proteomes of efficient and inefficient animals