1- دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان
2- دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری
2- دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری
چکیده: (7 مشاهده)
چکیده مبسوط
مقدمه و هدف: گیاهان دارویی به دلیل تولید متابولیتهای ثانویه با اثرات دارویی، اهمیت زیادی در تغذیه انسان و درمان دارند. به طوریکه در اغلب نقاط دنیا از گیاهان دارویی نه برای درمان بلکه جهت پیش گیری از بیماریها در قالب غذا دارو استفاده فراوانی می کنند. سیلیبین و سیلیمارین مجموعهای از ترکیبات ارزشمند آنتیاکسیدانی با پایه پلیفنلیک هستند که به مقدار قابل توجه در بذر گیاه ماریتیغال یا خارمریم (Silybum marianum L.) وجود دارد. این گیاه متعلق به خانواده Asteraceae، و به دلیل اهمیتی که در تهیه داروهای مغذی کبد دارد امروزه در محافل پزشکی و درمان به خوبی شناخته شده است. با توجه به اهمیت متابولیتهای ثانویه به ویژه انواعی که به صورت مصنوعی قابلیت تولید در آزمایشگاه را ندارند، شناخت مسیر تولید این ترکیبات و عوامل دست اندرکار بیوسنتز آنها در امکان تولید مصنوعی این ترکیبات کمک قابل توجهای خواهد بود. لذا شناخت دقیقی مسیرهای مولکولی و ژنهای دخیل در تولید ترکیبات اهمیت ویژهای دارد. بر این اساس تحلیل عملکرد ژنها و پروتئینها حائز اهمیت است. فلاونوئید '3 هیدروکسیلاز (F3'H) یکی از آنزیمهای درگیر در مسیر بیوسنتز سیلیمارین است. یکی از روشهای تحلیل عملکرد ژنها و پروتئینها مطالعه بیوانفورماتیکی آنها را میباشد. بنابراین این پژوهش با هدف بررسی بیوانفورماتیکی توالی نوکلئوتیدی و پروتئینی ژن فلاونوئید '3 هیدروکسیلاز (F3'H) پرداخته شد.
نتیجه گیری: در مطالعه بیوانفورماتیکی ژن فلاونوئید '3 هیدروکسیلاز عناصر تنظیمی مربوط به پاسخ به نور، پاسخ به آبسیزیک اسید، پاسخ به دمای پایین، متابولیسمzein و مسیر بیوسنتز فلاونوئید در پروموتور این ژن شناسایی شد. همچنین بررسی بیوانفورماتیکی پروتئین فلاونوئید '3 هیدروکسیلاز نشان داد که این پروتئین در ردیف پروتئینهای نسبتا پایدار قرار دارد. بهعلاوه یک دومین از سوپر خانواده P450 در این پروتئین شناسایی شد و مدل پیش بینی شده پروتئین با 45 % مارپیچ آلفا، 5 % صفحه بتا ، 4 % مارپیچ های غشایی و محل اتصال لیگاند مربوط به "هم "، مدل نیز از وضعیت مطلوبی برخوردار بود.
مقدمه و هدف: گیاهان دارویی به دلیل تولید متابولیتهای ثانویه با اثرات دارویی، اهمیت زیادی در تغذیه انسان و درمان دارند. به طوریکه در اغلب نقاط دنیا از گیاهان دارویی نه برای درمان بلکه جهت پیش گیری از بیماریها در قالب غذا دارو استفاده فراوانی می کنند. سیلیبین و سیلیمارین مجموعهای از ترکیبات ارزشمند آنتیاکسیدانی با پایه پلیفنلیک هستند که به مقدار قابل توجه در بذر گیاه ماریتیغال یا خارمریم (Silybum marianum L.) وجود دارد. این گیاه متعلق به خانواده Asteraceae، و به دلیل اهمیتی که در تهیه داروهای مغذی کبد دارد امروزه در محافل پزشکی و درمان به خوبی شناخته شده است. با توجه به اهمیت متابولیتهای ثانویه به ویژه انواعی که به صورت مصنوعی قابلیت تولید در آزمایشگاه را ندارند، شناخت مسیر تولید این ترکیبات و عوامل دست اندرکار بیوسنتز آنها در امکان تولید مصنوعی این ترکیبات کمک قابل توجهای خواهد بود. لذا شناخت دقیقی مسیرهای مولکولی و ژنهای دخیل در تولید ترکیبات اهمیت ویژهای دارد. بر این اساس تحلیل عملکرد ژنها و پروتئینها حائز اهمیت است. فلاونوئید '3 هیدروکسیلاز (F3'H) یکی از آنزیمهای درگیر در مسیر بیوسنتز سیلیمارین است. یکی از روشهای تحلیل عملکرد ژنها و پروتئینها مطالعه بیوانفورماتیکی آنها را میباشد. بنابراین این پژوهش با هدف بررسی بیوانفورماتیکی توالی نوکلئوتیدی و پروتئینی ژن فلاونوئید '3 هیدروکسیلاز (F3'H) پرداخته شد.
مواد و روشها: برای بررسی بیوانفورماتیکی توالی نوکلئوتیدی ژن فلاونوئید '3 هیدروکسیلاز (F3'H) در گیاه خارمریم (S. mariyanum)، از مقالهای که توالی نوکلئوتیدی این ژن در آن گزارش شد، استفاده شد. به این منظور توالی mRNA آن از پایگاه داده NCBI به شماره دسترسی KP861882.1 دریافت شد. جهت آنالیز توالی نوکلئوتیدی از پایگاه محاسباتی ppuigbo استفاده شد. همچنین به منظور آنالیز پروموتر زن مورد نظر از سایت Plantcare استفاده شد. از پایگاه داده NCBI توالی پروتئینی زن مورد نطر به شماره دسترسی ALA39990.1 بدست آمده و از پایگاه داده uniprot اطلاعات مربوط به پروتئین فلاونوئید '3 هیدروکسیلاز گیاه خارمریم به شماره دسترسی A0A0K2F2U بررسی شد. همچنین دومین پروتئین از پایگاه داده NCBI و interpro شناسایی شد. با استفاده از پایگاه داده ProtParam خواص فیزیکوشیمیایی آن بررسی شد. موتیفها از پایگاه داده meme و عملکرد موتیف عای مورد بررسی از پایگاه داده elm ارزیابی شد. مدل سازی ساختار دوم و سوم پروتئین F3'H با پایگاه داده phyre2 و پیشبینی میزان دسترسی بنیانهای پروتئین F3'H به حلال با سرور I-TASSE انجام شد. در پایان کیفیت ساختار استریوشیمی پروتئینF3'H مدل سازی شده با سرور phyre2، توسط نقشه راماچاندران با نرم افزار PROCHECK ارزیابی شد.
یافتهها: بررسیهای انجام شده از مجموعه مراحل یاد شده در بخش مواد و روشها نشان داد که این ژن دارای 1557 نوکلئوتید، با 87/51 درصد سیتوزین_گوانین است.از نقطه نظر mRNA، mRNA آن از 1317 جفت باز تشکیل شده است که پروئتینی را کد می کند که طول اسید آمینه آن 349 است. در توالی پروموتوری ژن F3'H 19 عنصر تنظیمی پیش بینی شد که TATA-box و CAAT-box بیشترین عنصر تنظیمی ناحیه پروموتوری این ژن بودند، همچنین این ژن دارای چندین عنصر تنظیمی پاسخ به نور بود. خواص فیزیکوشیمایی بدست آمده برای این پروتئین با 349 اسیدآمینه و وزن مولکولی 320/48 کیلودالتون نشان داد که شاخص آلیفاتیک 32/99 و نقطه ایزوالکتریک پیش بینی شده 87/7، شاخص GRAVY 059/0- بود .تعداد 49 اسید آمینه (آسپاراتیک اسید و گلوتامیک اسید) دارای بار منفی و 50 اسید آمینه دارای بار مثبت (آرژنین و لیزین) تعیین شد. همچنین در بررسی ضریب خاموشی این پروتئین مشخص شد که ضریب خاموشی پروتئین یاد شده در nm 280 در محیط آب برابر 80330 بوده و شاخص ناپایداری آن 65/34 است. همچنین ارزیابی های صورت گرفته نشان داد که برای این پروتئین یک دومین از سوپر خانواده P450 و چهار موتیف قابل شناسایی است. در ساختار این پروتئین 45 % مارپیچ آلفا، 5 % صفحه بتا ، 4 % مارپیچ های غشایی وجود دارد و محل اتصال لیگاند مربوط نیز پیش بینی شد. بررسی نمودار راماچاندران برای مدل پیشبینی شده نشان داد که 5/87% اسیدهای آمینه در ناحیه مطلوب، 7/11% در ناحیه مجاز، 3/0% در ناحیه تقریبا مجاز و 5/0% در ناحیه غیر مجاز قرار داشتند. علاوه بر این بیشترین تراکم نقاط مجاز با مارپیچ آلفای راستگردان و صفحات بتا مطابقت دارد. مجموع ناحیه مطلوب و مجاز 2/99 میشود، بنابراین مدل ارائه شده برای پروتئین F3'H گیاه خارمریم در این مطالعه قابل قبول است.نتیجه گیری: در مطالعه بیوانفورماتیکی ژن فلاونوئید '3 هیدروکسیلاز عناصر تنظیمی مربوط به پاسخ به نور، پاسخ به آبسیزیک اسید، پاسخ به دمای پایین، متابولیسمzein و مسیر بیوسنتز فلاونوئید در پروموتور این ژن شناسایی شد. همچنین بررسی بیوانفورماتیکی پروتئین فلاونوئید '3 هیدروکسیلاز نشان داد که این پروتئین در ردیف پروتئینهای نسبتا پایدار قرار دارد. بهعلاوه یک دومین از سوپر خانواده P450 در این پروتئین شناسایی شد و مدل پیش بینی شده پروتئین با 45 % مارپیچ آلفا، 5 % صفحه بتا ، 4 % مارپیچ های غشایی و محل اتصال لیگاند مربوط به "هم "، مدل نیز از وضعیت مطلوبی برخوردار بود.
ارسال پیام به نویسنده مسئول
| بازنشر اطلاعات | |
 |
این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است. |