مطالعه فیلوژنتیکی و ساختاری پلی‌آمین اکسیدازهای گیاهی

Abstract

محتوای پلی‌آمین‌های درون سلولی نه تنها توسط بیوسنتز و انتقال بلکه توسط کاتابولیسم آن‌ها به وسیله پلی‌آمین اکسیدازهای (PAO) وابسته به فلاوین آدنین دی‌نوکلئوتید (FAD) تنظیم می‌شود. نتایج حاصل از مطالعات مختلف در مورد پروتئین‌‌های PAO در فرایندهای مختلف نموی و پاسخ به تنش‌های محیطی تأیید کننده اهمیت این پروتئین در زندگی گیاهی می‌باشد، با این حال مطالعه جامعی در مورد روابط فیلوژنتیکی و ساختاری PAOs گیاهی وجود ندارد. در این مطالعه آنالیزهای بیوانفورماتیکی به منظور درک بهتر روابط فیلوژنتیکی و ساختاری بر روی 58 توالی پروتئینی PAO از 15 گونه مختلف گیاهی انجام شد. کلاسترهای چندگانه با دو برابر شدگی ژنی هم در گونه‌های تک‌لپه‌ای و هم در گونه‌های دو لپه‌ای شناسایی شد. بر اساس موتیف‌های حفاظت شده به‌دست آمده توسط ابزارهای MEME و MAST، چهار موتیف در بیشتر گونه‌های گیاهی یکسان بودند. آنالیزهای ساختاری بر روی PAOs مربوط به Oryza sativa و Arabidopsis thaliana به عنوان نماینده گیاهان تک‌لپه‌ای و دو لپه‌ای که اطلاعات ساختاری آن‌ها در دسترس نبود، انجام شد. آنالیز ساختار دوم نشان داد که مارپیچ آلفا در میان عناصر ساختار دوم غالب بوده و پس از آن به‌ترتیب راندوم کویل، صفحات بتا و دور بتا برای تمامی توالی‌ها دارای بیشترین مقدار بود. پیش‌بینی ساختار سوم توسط سرور SWISS-MODEL انجام شد. ساختمان این توالی‌ها دارای دو دومین مشترک بود. این اولین مطالعه در مورد روابط فیلوژنتیکی و ساختاری PAOs گیاهی است و این نتایج ممکن است مبنای نظری برای مطالعات آتی در مورد جزئیات ساختمانی و عملکردی PAOs گیاهی فراهم کند.