In silico characterization and expression analyses of sugarcane putative sucrose non-fermenting-1 (SNF1) related kinases

Sucrose non-fermenting-1-related protein kinases (SnRKs) may play a major role in regulating gene expression in plant cells. This family of regulatory proteins is represented by sucrose non-fermenting-1 (SNF1) protein kinase in Saccharomyces cerevisiae, AMP-activated protein kinases (AMPKs) in mammals and SnRKs in higher plants. The SnRK family has been reorganized into three subfamilies according to the evolutionary relationships of their amino acid sequences. Members of the SnRK subfamily have been identified in several plants. There is evidence that they are involved in the nutritional and/or environmental stress response, although their roles are not yet well understood. We have identified at least 22 sugarcane expressed sequence tag (EST) contigs encoding putative SnRKs. The amino acid sequence alignment of both putative sugarcane SnRKs and known SnRKs revealed a highly conserved N-terminal catalytic domain. Our results indicated that sugarcane has at least one member of each SnRK subfamily. Expression pattern analysis of sugarcane EST-contigs encoding putative SnRKs in 26 selected cDNA libraries from the sugarcane expressed sequence tag SUCEST database has indicated that members of this family are expressed throughout the plant. Members of the same subfamily showed no specific expression patterns, suggesting that their functions are not related to their phylogenic relationships based on N-terminal amino acid sequence phylogenetic relationships.Quinases de proteínas relacionadas a SNF1 (SnRK) podem desempenhar um papel importante na regulação da expressão gênica em células vegetais. Essa família de proteínas regulatórias é representada pela quinase de proteínas SNF1 (sucrose non-fermenting -1) em Saccharomyces cerevisiae, AMPKs (quinase de proteínas ativadas por AMP) em células de mamíferos e SnRKs (quinase de proteínas relacionadas a SNF1) em células vegetais. A família de SnRKs foi reorganizada em três subfamílias de acordo com suas relações filogenéticas com base nas seqüências de aminoácidos das proteínas. Membros das subfamílias de SnRKs foram identificados em diversas plantas. Existem evidências mostrando que essa família de proteínas está envolvida em resposta a estresses (nutricional e ambiental), apesar de seu papel não ser totalmente compreendido. Nesse trabalho nós identificamos 22 contíguos de ESTs (expressed sequence tags) de cana-de-açúcar codificando SnRKs putativas. O alinhamento das seqüências de aminoácidos das SnRKs putativas de cana-de-açúcar com seqüências de aminoácidos de SnRKs identificadas em outras plantas revelaram um domínio catalítico N-terminal altamente conservado. Além disso, nossos resultados indicaram que em cana-de-açúcar há pelo menos um membro de cada subfamília de SnRKs. Análise do padrão de expressão dos contíguos de EST codificando para SnRK putativas nas 26 bibliotecas selecionadas do banco de dados do Sucest, indicou que membros dessa família de quinases são expressos por toda planta. Membros de cada subfamília não apresentaram padrões de expressão específicos, sugerindo que suas funções não estão correlacionadas com sua relação filogenética, com base nas seqüências de aminoácidos da região N-terminal