آناليز بيوانفورماتيكي ژن سيتوكروم P-450 بين انسان و شتر براي مقاومت به فشارخون و سموم محيطي

In Silico Analysis of Cytochrome P-450 between the Human and Camel for Resistivity to Hypertension and Environmental Toxins

در مقاله حاضر با توجه به استعداد پايين شتر در ابتلا به فشار خون و مقاومت بالا در برابر سموم محيطي، برخي ژن ها از قبيل ژن هاي خانواده سيتوكروم P-450 كه مسيول اين ويژگي هاي منحصر به فرد در شتر هستند با توالي ژن هاي انسان مقايسه شدند. توالي ژنومي از پايگاه هاي داده بيوتكنولوژي بدست آمد. آناليز بيوانفورماتيك به وسيله نرم افزارهاي مجموعه Laser gene, Bio edit, Mega و BlastP انجام شد. نتايج هم ترازي چندگانه نشان داد اسيدهاي آمينه Thr, Pro و Phe در تمامي ايزوفرم ها كاملاً حفظ شده است. بيشترين فراواني اسيد آمينه براي توالي توافقي به اسيدهاي آمينه Pro, Gly و Phe تعلق داشت. تغيير آمينو اسيدي در ايزوفرم هاي يكسان بين شتر و انسان كاملاً مشهود بود كه مي تواند ناشي از جهش باشد، مثلاً اسيدهاي آمينه Ala, Val و Ser در بخشي از ايزوفرم CYP2W1 انسان به ترتيب به وسيله Val, Leu و Thr در شتر جايگزين شده است. pH ايزوالكتريك ايزوفرم هاي شتر بيشترين (6/9 براي CYP2E1) و در انسان كمترين (1/8 براي CYP2E1) محاسبه شد. نتايج درخت تكامل بر اساس حداكثر درست نمايي نشان داد برخي ايزوفرم هاي شتر با انسان در يك زير خوشه جاي دارد (CYP2C9، CYP2W1 و CYP1A1 انسان به ترتيب با CYP2C92، CYP2W1 و CYP1A1 شتر). نتايج همساني ژنومي و شاخص E-value نشان داد بالاترين درصد همساني (83 درصد) به CYP2W1 بين شتر و انسان تعلق داشت، همساني ژنومي بين CYP2E1 شتر با گاو (76 درصد) بيشتر از همساني ژنومي بين CYP2E1 شتر با انسان (68 درصد) محاسبه شد. در ضمن ژنوم گاو ايزوفرم CYP2E1 شتر را به طور كامل پوشش داد. در نهايت، تحقيق حاضر توليد داروهاي سنتتيك و تحريك جهش هاي موثر بر اساس ساختار پلي پپتيدي CYPهاي شتر را راهي ارزشمند در جهت بالا بردن مقاومت انساني به فشار خون و سموم محيطي مي داند.

In the current article, we considered the fact that camels have a low susceptibility to hypertension and strong resistance to environmental toxicity. So, we performed a comparison between the camels and humans in some families of CytP-450 genes, which are responsible for these characteristics. The sequences of genes were obtained from the GenBank. The bioinformatics analyses were performed with Laser gene, Bio edit, Mega, and BlastP. Multiple alignments revealed that Thr, Pro and Phe were conserved completely in all isoforms. The highest frequency of amino acids with consensus sequences belonged to Pro, Gly and Phe in order. The differentiation of amino acid between similar isoforms of the human and camel was evident, probably due to the mutation of the genes; for instance, in the CYP2W1 of the human, Ala, Val, and Ser were substituted by Val, Leu and Thr in the CYP2W1 of the camel, respectively. The isoelectric pH of isoforms in the camel was the highest (9.6 for CYP2E1) and in humans was the lowest (8.1 for CYP2E1). The tree diagram of phylogeny based on maximum likelihood revealed that some isoforms of the camel and human gene were located in the same sub clusters (CYP2C9, CYP2W1 and CYP1A1 for human with CYP2C92, CYP2W1 and CYP1A1 for camel respectively). The sequence homology and E-value showed that the maximum homology (83%) belonged to CYP2W1 between the camel and human. Therefore, we calculated the sequence homology of CYP2E1 between camel and cow (76%) was more than sequence homology between the camel and human (68%). Meanwhile, the cow genome entirely covered the CYP2E1 of the camel. Eventually, we belive that the production of synthetic drugs and influential mutation based on polypeptides structures of the camel CYPs can increase human resistance against hypertension and environmental toxicity.