Bioinformatic analysis of multi-drug resistant class 1 integron-coded protein of Citrobacter freundii

Popoola, O. D., and *Thomas, B. T.

Department of Microbiology, Olabisi Onabanjo University, Ago Iwoye, Ogun State, Nigeria

*Correspondence to: [email protected]; +2348064011412; ORCID: //orcid.org/0000-0003-0675-5749

Abstract:

Background: The understanding of the secondary structure of the class 1 integron coded protein is necessary to decipher potential drug target and also to infer evolutionary ancestry at the proteomic level. This study was therefore aimed at determining the secondary structure of class 1 integron-coded protein and also to provide information on their evolutionary ancestry.

Methodology: Five different sequences of Citrobacter freundii with the following accession numbers; KP902625.1, KP902624.1, KP902623.1, KP901093.1 and KP902609.1 were obtained using nucleotide BLAST (//blast. ncbi.nlm.nih.gov/Blast.cgi) and subjected to evolutionary analysis, pairwise distance calculation, secondary structure and neutrality test using MEGA explorer, Kimura 2 parameter, SOPMA tool and Tajima’s test respectively.

Results: Results of the NCBI queries revealed significant identity with class 1 integron of the studied Citrobacter freundii. The nucleotide sequence alignment depicted several conserved regions with varying degree of transitions, transversions, insertions, and deletions while the amino acid sequences of the nucleotides showed 42 conserved sites among all the sequences. The secondary structure of the class 1 integron coded protein depicted significant representation of the random coil (43.74±3.24), alpha helix (25.69±6.29) and the extended strands (22.42±2.41) than the beta turns (8.15±1.12). The Tajima’s Neutrality test of five nucleotide sequences of Citrobacter freundii analyzed by considering the first, second and third codons as well as the non-coding regions revealed a total of 127 positions in the final datasets while the Tajima’s Neutrality test was estimated to be -0.1038.

Conclusion: The study confirmed common evolutionary ancestor for the class 1 integron coded protein found in Citrobacter freundii. Our study also documents the higher representation of random coil, alpha helix and extended strands than the beta turns. The negative value of the Tajima’s neutrality test suggests higher levels of both low and high frequency polymorphisms thus indicating a decrease in the class 1 integron population size and balancing selection

Keywords: Evolutionary, Protein structure, Class 1 integrons, Citrobacter freundii

Received Apr 11, 2019; Revised Aug 31, 2019; Accepted Sept 2, 2019

Copyright 2021 AJCEM Open Access. This article is licensed and distributed under the terms of the Creative Commons Attrition 4.0 International License <a rel=”license” href=”//creativecommons.org/licenses/by/4.0/”, which permits unrestricted use, distribution and reproduction in any medium, provided credit is given to the original author(s) and the source.

Editor-in-Chief: Prof. S. S. Taiwo

Analyse bioinformatique de la protéine de Citrobacter freundii codée en intégron de classe 1 multi-résistante aux médicaments

Popoola, O. D., et *Thomas, B. T.
Département de microbiologie, Université Olabisi Onabanjo, Ago Iwoye, État d’Ogun, Nigéria *Correspondance à: [email protected]; +2348064011412; ORCID: //orcid.org/0000-0003-0675-5749

Abstrait:

Contexte: La compréhension de la structure secondaire de la protéine codée par intégron de classe 1 est nécessaire pour déchiffrer la cible potentielle du médicament et également pour déduire une ascendance évolutive au niveau protéomique. Cette étude visait donc à déterminer la structure secondaire de la protéine codée en intégron de classe 1 et aussi pour fournir des informations sur leur ascendance évolutionnaire.

Méthodologie: Cinq séquences différentes de Citrobacter freundii avec les numéros d’accession suivants; KP902625.1, KP902624.1, KP902623.1, KP901093.1 et KP902609.1 ont été obtenus à l’aide du nucléotide BLAST (//blast. ncbi.nlm.nih.gov/Blast.cgi) et soumis à une analyse évolutive, en paire, calcul de la distance, test de la structure secondaire et de la neutralité avec MEGA explorer, le paramètre Kimura 2, l’outil SOPMA et le test de Tajima, respectivement

Résultats: Les résultats des requêtes NCBI ont révélé une identité significative avec l’intégon de classe 1 de Citrobacter freundii étudié. L’alignement de la séquence nucléotidique décrit plusieurs régions conservées avec un degré variable de transitions, transversions, insertions et délétions, tandis que les séquences d’acides aminés des nucléotides présentent 42 sites conservés parmi toutes les séquences. La structure secondaire de la protéine codée en intégron de classe 1 représentait une représentation significative de la bobine aléatoire (43,74±3,24), de l’hélice alpha (25,69±6,29) et des brins étendus (22,42±2,41) par rapport aux tours bêta (8,15±1,12). Le test de neutralité de Tajima de cinq séquences de nucléotides de Citrobacter freundii analysé en considérant les premier, deuxième et troisième codons ainsi que les régions non codantes a révélé un total de 127 positions dans les jeux de données finaux, tandis que le test de neutralité de Tajima était estimé à -0,1038.

Conclusion: L’étude a confirmé l’ancêtre commun de l’évolution pour la protéine codée en intégron de classe 1 trouvée dans Citrobacter freundii. Notre étude documente également la représentation plus élevée de la bobine aléatoire, de l’hélice alpha et des brins étendus que les tours bêta. La valeur négative du test de neutralité de Tajima suggère des taux plus élevés de polymorphismes à basse et à haute fréquence, indiquant ainsi une diminution de la taille de la population d’intégrons de classe 1 et de la sélection d’équilibrage.

Mots-clés: évolutionnaire, structure protéique, intégrons de classe 1, Citrobacter freundii

Download full journal in PDF format below

Bioinformatic analysis of multi-drug resistant class 1 integron-coded protein of Citrobacter freundii