همسانه سازي، مطالعه بيوانفورماتيكي و بررسي بيان ژن سكوالن سينتاز 1 در شيرين بيان بومي ايران

Cloning, bioinformatics study and gene expression evaluation of Squalene synthase 1 in Iranian native licorice

شيرين بيان (Glycyrrhiza glabra L.)، يكي از مهمترين گياهان دارويي است كه داراي تركيبات فعال زيستي مانند ساپونين تريترپنوييدها (گليسيريزين) و فيتواسترول ها است. سكوالن سينتاز (Squalene Synthase)، آنزيم (EC 2.5.1.21) متصل به غشا است كه دو مولكول فارنسيل دي-فسفات را به سكوالن تبديل مي كند. سكوالن پيش ماده اصلي بيوسنتز تري ترپن ها و استرول ها است. در اين مطالعه توالي بيان كننده سكوالن سينتاز 1 شيرين بيان بومي ايران در وكتور pTZ57R/T همسانه سازي و ويژگي هاي بيوانفورماتيكي پلي پپتيد با استفاده از نرم افزارها پيش بيني شد. cDNA سكوالن سينتاز1، 1242 جفت باز دارد و يك پلي پپتيد 413 آمينو اسيدي را بيان مي كند. بررسي هاي بيوانفورماتيكي نشان داد كه پلي پپتيد سكوالن سينتاز 1 شيرين بيان، بيشترين شباهت را با سكوالن سينتاز 1 جنس Glycyrrhiza دارد. بررسي جايگاه درون سلولي نشان داد كه فعاليت پروتيين در ارتباط با شبكه آندوپلاسمي است. وزن مولكولي پروتيين47/3 كيلودالتون و نقطه ايزوالكتريك آن 8/18 است. در توالي آمينواسيدي دو ناحيه فراغشايي و دو بخش حفاظت شده مشخص شد. ساختار سه بعدي پروتيين با استفاده از نرم افزار I-TASSER پيشگويي شد. در ساختار پروتيين پيشگويي شده، مارپيچ فراغشايي، آمينواسيدهاي آبگريز، توالي حفاظت شده و آمينواسيدهاي سطح پروتيين با نرم افزار Chimera مشخص شد. الگوي بيان ژن سكوالن سينتاز 1 نشان داد كه بيشترين و كمترين بيان به ترتيب مربوط به ريشه و اندام سبز گياه است.

Licorice (Glycyrrhiza glabra L.) is one of the most important medicinal plants and contains bioactive compounds such as triterpene saponins (glycyrrhizin) and phytosterols. Squalene synthase (EC 2.5.1.21) is a membrane- bound enzyme that converts two farnesyl diphosphate molecules into squalene, a key precursor for sterol and triterpene biosynthesis. In this study, the coding sequence of squalene synthase 1 in Iranian native licorice was cloned in pTZ57R/T and the characterization of its polypeptide was predicted by using bioinformatic tools. The cDNA of GgSQS1 is 1242bp and encodes a 413 amino acid polypeptide. Bioinformatic analysis revealed that the deduced GgSQS1 polypeptide had high similarity with squalene synthase1 of members of the glycyrrhiza genus. Subcellular analysis showed that the activity of this polypeptide is in the endoplasmic reticulum. The molecular weight of this polypeptide is 47.3 kDa with a pI value of 8.18. Two transmembrane domains and two protected regions were detected in the amino acid sequence. The three-dimensional protein structure was predicted using I-TASSER software. In the predicted structure, transmembrane helixes, hydrophobic amino acids, the conserved sequence and amino acids on the protein surface were identified using Chimera software. Studies of Squalene synthases1 gene expression showed that the highest and lowest expression occur in the root and green organs of the plant, respectively.