Title of article :
In Silico Interactome Network Analysis and Phylogenetic Relationship of Potato Peroxidases and Catalases
Author/Authors :
Taheri, P Department of Plant Protection - Faculty of Agriculture - Ferdowsi University of Mashhad, Mashhad, Islamic Republic of Iran
Abstract :
Peroxidases (POXs) and Catalases (CATs) are the main antioxidant enzymes involved in
scavenging H2O2 in living cells. Different POXs and CATs may be capable of exhibiting
interaction with the constituents of the plant cell. Whereas the activity or gene expression
of POXs and CATs has been investigated in potato plants, their interactions with other
proteins in this crop have not been investigated till now. Determining Protein-Protein
Interaction (PPI) networks could be important in providing crucial insights into the
regulation of plant defense responses to biotic and abiotic stresses. STRING analysis
revealed interaction of cationic, suberization-associated anionic, and Class III peroxidases
in potato with several enzymes involved in lignin biosynthesis and phenylpropanoid
pathways, which was in accordance with close phylogenetic relationship of the three
potato peroxidases investigated in this study. The CAT1 enzyme in potato interacted with
several enzymes involved in ROS production. Phylogenetic analysis of the CAT1 and
CAT2 genes in this plant species referred to their close relationship. Demonstrating how
each isoform of these enzymes responds to environmental stimuli and how it interacts
with other proteins at transcriptional, translational, and post-translational levels seems to
be useful in designing novel and effective plant protection strategies against different
stresses.
Farsi abstract :
پراكسيدازها (POXs) و كاتالازها (CATs) از آنزيم هاي آنتي اكسيدان عمده دخيل در انهدام H2O2 در سلول هاي زنده مي باشند. انواع مختلف آنزيم هاي POX و CAT ممكن است كه داراي برهم كنش با اجزاي سازنده سلول گياهي باشند. با اين كه فعاليت آنزيم يا بيان ژن پراكسيدازها و كاتالازها در گياهان سيب زميني مورد بررسي قرار گرفته، برهم كنش آنها با ساير پروتئين ها در اين گياه زراعي تاكنون ارزيابي نشده است. تعيين شبكه هاي برهم كنش پروتئين - پروتئين مي تواند در ايجاد ديدگاه هاي مهمي در مورد نحوه تنظيم پاسخ هاي دفاعي گياه به تنش هاي ناشي از عوامل زنده و غير زنده
حائز اهميت باشد. آناليز STRING نشان داد كه پراكسيدازهاي كاتيوني، آنيوني مرتبط با توليد سوبرين و گروه سوم پراكسيدازها در سيب زميني با آنزيم هاي متعددي كه در بيوسنتز ليگنين و مسير فنيل پروپانوئيد دخالت دارند، داراي برهم كنش مي باشند كه اين يافته ها داراي تطابق با ارتباط فيلوژنتيكي نزديك اين سه پراكسيداز مورد بررسي در اين پژوهش مي باشند. آنزيم CAT1 در سيب زميني داراي برهمكنش با چندين آنزيم دخيل در توليد گونه هاي فعال اكسيژن بود. آناليز فيلوژنتيكي ژنهاي CAT1 و CAT2 در اين گونه گياهي نشانگر ارتباط نزديك آنها بود. به نظر مي رسد كه تعيين نحوه پاسخ هريك از اين آنزيم ها به محركهاي محيطي و بره مكنش آنها با ساير پروتئين ها در سطوح رونويسي، ترجمه و فرايندهاي پس از ترجمه، در طراحي استراتژي هاي نوين و موثر حفاظت گياهان عليه تنش هاي مختلف مفيد مي باشد.
Keywords :
Protein-protein interaction , Plant protection strategies , Interactome , Defense mechanisms