Novas camadas na compreensão e previsão do teor de ácido α-linolênico em plantas usando características de aminoácidos da dessaturase de ácido graxo ômega-3

O ácido α-linolênico (ALA) é o ômega-3 mais frequente nas plantas. O conteúdo de ALA é altamente variável, variando de 0 a 1% no arroz e milho a> 50% na perila e linho. A produção de ALA está fortemente correlacionada com a atividade enzimática da dessaturase de ácidos graxos ômega-3. Para desvendar os mecanismos subjacentes da diversidade ômega-3, 895 características de proteínas da dessaturase de ácidos graxos ômega-3 foram comparadas entre plantas com alto e baixo ômega-3. A ponderação de atributos mostrou que esta enzima em plantas com alto teor de ômega-3 tem maiores quantidades de Lys, Lys-Phe e Pro-Asn, mas menor índice alifático, Gly-His e Pro-Leu. O modelo Random Forest com critério de precisão quando executado no conjunto de dados pré-filtrado com algoritmo Info Gain foi o melhor modelo para distinguir alto conteúdo de ômega-3 com base na frequência de Lys-Lys na estrutura da dessaturase de ácido graxo. Curiosamente, o algoritmo da função discriminante pode prever o nível de ômega-3 apenas com base nos seis atributos selecionados importantes (de 895 atributos de proteína) da dessaturase de ácido graxo com 75% de precisão. Desenvolvemos o “Preditor ômega3 da planta” para prever o conteúdo de ácido α-linolênico com base nas características estruturais da dessaturase de ácido graxo ômega-3. O software calcula os 6 principais recursos estruturais da proteína da sequência Fasta importada da dessaturase de ácido graxo ômega-3 ou utiliza os recursos importados e prevê o conteúdo de ALA usando a fórmula da função discriminante. Este trabalho desvenda um mecanismo subjacente da diversidade ômega-3 por meio da descoberta dos principais atributos da proteína na estrutura da dessaturase ômega-3, oferecendo uma nova abordagem para obter maior conteúdo de ômega-3.