بررسی بیوانفورماتیکی ژن آسیل کریر پروتئین (ACP) در یوکاریوت‌ها و پروکاریوت‌ها

Abstract

مسیر بیوسنتز اسید چرب یکی از مسیرهای مهم در بدن اکثر موجودات (پروکاریوت‌ها و یوکاریوت‌ها) است که آنزیم Acyl carrier protein (ACP) نقش مهمی در مسیر بیوسنتز اسید چرب دارد. هدف از این مطالعه آنالیز in silico و فیلوژنتیکی ژن ACP است. با آنالیز های بیشتر مشخص شد که ژنACP در پروکاریوت‌ها دارای 4 اگزون و 3 اینترون و 2mRNA و در یوکاریوت‌ها دارای 13 اگزون، 12 اینترون و 9 mRNA است. این پروتئین در یوکاریوت‌های گیاهی دارای هدف‌گیری میتوکندریایی و در پروکاریوت به مناطقی غیر از میتوکندری هدف‌گیری می‌شود و جزو پروتئین‌های ترشحی نیز نمی‌باشد. نتایج همردیفی چندگانه با استفاده از T-coffee نشان داد که ژن ACP در بین گونه‌های باکتریایی محافظت شده‌تر از گونه‌های گیاهی می‌باشد. آنالیز فیلوژنتیکی پروتئین ACP در پروکاریوت‌ها مشخص کرد که به جز یک خوشه، در بقیه‌ی موارد باکتری‌های گرم مثبت در یک خوشه و باکتری‌های گرم منفی در خوشه‌ی دیگر قرار گرفتند. در یوکاریوت‌ها گونه‌های مختلف گیاهی به طور پراکنده در خوشه‌های مختلف قرار می‌گیرند و نتایج کلاستربندی در یوکاریوت‌ها ربطی به گونه‌ی موجود ندارد. بعلاوه در بررسی همزمان پروتئین ACP در یوکاریوت‌ها و پروکاریوت‌ها مشخص شد که یوکاریوت‌ها و پروکاریوت‌ها در بعضی خوشه‌ها کنار همدیگر قرار می‌گیرند که ناشی از شباهت توالی این پروتئین در این گونه‌ها می‌باشد. مقایسه ساختار ثانویه پروتئین در یوکاریوت‌ها و پروکاریوت‌ها نشان داد که تعداد صفحات آلفا و بتا در پروکاریوت‌ها در مقایسه با یوکاریوت بیشتر است. مدل‌سازی سه بعدی این پروتئین در گندم (به عنوان نماینده یوکاریوت‌ها) و باکتری Clostridioides difficile 630 (به عنوان نماینده پروکاریوت‌ها) به روش همولوژی مدلینگ و با استفاده از پایگاه داده Swiss Model پس از انتخاب الگوی مناسب با میزان شباهت بالا که از پایگاه داده PDB استخراج شدند، انجام گرفت. جهت اعتبارسنجی ساختاری مدل ترسیم شده سه بعدی و آنالیز استرئوشیمیایی، نمودار راماچاندران ترسیم و زوایای دی‌هیدرال محاسبه شدند. نتایج ارزیابی کیفیت ساختاری نشان داد که مدل‌های پیشنهادی دارای کیفیت و پایداری مناسبی می‌باشند. مطالعه ساختار پروتئین می‌تواند به درک عملکرد پروتئین کمک کند و بررسی جزئیات ساختار آن می‌تواند در مطالعات جایگاه فعال پروتئین و داکینگ سودمند باشد.