بيان پروتئين نوتركيب TGF β1 در گياه توتون و بررسي تاًثير پروتئاز فورين در پردازش فرم نهفته‌ي اين پروتئين

Expression of recombinant TGF β1 protein in tobacco plant and investigation of the effect of Furin protease on processing of the latent form of this protein

TGFβ1 ، يك پروتئين تنظيمي چندكاره است كه در طيف وسيعي از فعاليت‌هاي بيولوژيكي مداخله مي‌نمايد. اين پروتئين، ابتدا به صورت يك فرم پيش ساز غيرفعال، حاوي 390 اسيد آمينه سنتز مي‌شود كه قبل از اتصال به گيرنده‌هاي TGFβ1، تحت تاًثير برش پروتئوليتيكي، فرم بالغ TGFβ1 از پروپپتيد آن جدا مي‌گردد. فرم بالغ اين پروتئين شامل 112 اسيد آمينه از انتهاي C ترمينال فرم غيرفعال آن است. در اين مطالعه، در ابتدا توانايي دو سويه‌ي GV3101 و GV3101 (pMP90RK) آگروباكتريوم براي ترانسفورماسيون گياه Nicotiana benthamiana با ناقل بيان pTRAkc-ERH، به وسيله‌ي ساخت سازه كنترل pTRAkc/ CJG138 (حاوي GFP)، بررسي گرديد و نتايج حاصل با تكنيك وسترن بلات و تصويربرداري كانفوكال ارزيابي شد. سپس، به منظور بيان موقت پروتئين TGF β1 از فرم پيش ساز آن در گياه توتون، سازه‌هاي نوتركيب pTRAkc/ DCF6 و pTRAkc/ DCF7، به ترتيب داراي توالي نگهدارنده شبكه آندوپلاسمي (SEKEDL) و فاقد اين توالي طراحي و ساخته شدند. اين سازه‌ها به تنهايي و در تركيب با سازه‌ي نوتركيب ديگري كه حاوي ژن رمز كننده‌ي پروتئاز فورين بود، به گياهان توتون مايه‌زني شدند. نتايج حاصل نشان داد كه هر دو سازه با موفقيت در گياه توتون بيان مي‌شوند. هرچند پردازش كارآمدتر فرم پيش ساز پروتئين TGF β1 در گياهان مايه‌زني شده با سازه‌ي pTRAkc/ DCF7، نشان مي‌دهد كه تجمع فرم پيش ساز اين پروتئين در شبكه آندوپلاسمي از پردازش آن جلوگيري مي‌كند. همچنين، در اين تحقيق مشخص شد كه برش پروتئوليتيكي شبيه به پروتئاز فورين، بين TGFβ1 بالغ و پروپپتيد آن، در N. benthamiana اتفاق نمي‌افتد.

TGF β1 is a multifunctional protein that is involved in several biological processes. This protein is initially synthesized as 390 amino acids biologically inactive latent precursor that prior to binding to the TGF β receptors; undergo proteolytic cleavage, to separate mature form of TGF-β1 from its propeptide. The mature form of this protein comprise of the C-terminal 112 amino acids from its precursor. In this study, the potential of two agrobacterium GV3101 and GV3101 (pMP90RK) strains were first investigated for the transformation of Nicotiana benthamiana with pTRAkc-ERH expression vector by creating the pTRAkc/CJG138 (including GFP) as a control construct. The results were analyzed by western blot technique and confocal imaging. Then, in order to transient expression of TGF β1 from its precursor sequence in the tobacco plant, recombinant pTRAkc/ DCF6 and pTRAkc/ DCF7 constructs (containing endoplasmic reticulum retention signal (SEKEDL) and the lacking of this sequence, respectively) were designed and generated. Tobacco plants agro-infiltrated with these constructs alone or in combination with another recombinant construct; harbouring the coding sequence for Furin protease. Results showed that the both of these constructs were successfully expressed in tobacco plants. However, more efficient processing of TGF β1 precursor in infiltrated plants with pTRAkc/ DCF7 construct show that the accumulation of TGF β1 precursor in endoplasmic reticulum prevent to its processing. In addition, in this research was revealed that a Furin-like cleavage between the mature TGF β1 and its propeptide does not occur in N. benthamiana.