بررسي تغييرات ساختاري و فيلوژنتيك ناحيه DQA ازMHC كلاس II گاو

Study of structural variations and phylogeny of DQA from MHC class II in cattle

پروتئين BoLA-DQA، ناحيه اي با چندشكلي بسيار بالا در كلاس MHC-II است كه نقش مهمي در پاسخ هاي ايمني، حساسيت و مقاومت به بيماري ها، واكسيناسيون و فاكتورهاي توليدي ايفا مي كند. در اين مقاله جنبه هاي تغييرپذيري ساختاري و فيلوژنتيك لوكوسBoLA-DQA شناسايي شد. توالي پروتئيني آلل هاي BoLA-DQA از پايگاه داده ها استخراج گرديد. پلات تغييرپذيري براي 60 آلل با استفاده از روش آنتروپي پلات شانون از روي همرديفي توالي با الگوريتم ClustalW2 ترسيم و نواحي بسيار متغير (HVRs) بررسي شد. سپس با همولوژي مدلينگ تحت تدابير ويژه ساختارسوم پروتئين به دست آمده، بهينه سازي انرژي و اعتبار سنجي مدل انجام شد. نهايتا فيلوژني، گروه بندي آللي و تخمين واگرايي تكاملي با استفاده از روش حداكثر درست نمائي انجام گرفت.جهت جستجوي مكاشفه اي درخت اوليه، الگوريتم هاي Neighbor-Joining و BioNJ براي ماتريكس فاصله جفتي با مدل JTT به كار برده شد. هفت ناحيهHVR و تعدادي نواحي نيمه متغير در آناليز تغيير پذيري به دست آمد كه متغيرترين، ناحيه آمينواسيدي 93-90 بود. اين HVR ها در همه تحت ساختارها پس از همولوژي مدلينگ پروتئين BoLA-DQA (با اعتبار۹۷/۵) قابل مشاهده بود. همچنين در آناليز فيلوژني، آلل ها در پنج خوشه گروه بندي گرديد. ارزيابي تكاملي درخت نشان داد كه رده هاي آللي قديمي تر2103* و 2602* و جديدتر احتمالا آلل 1204*، 0302* و 2207* مي باشند. دستاوردهاي مطالعه حاضر مي تواند امر طراحي واكسن عليه بيماري هاي عفوني را تسهيل و از طريق پيش بيني فاكتورهاي توليد بالا در گاو باعث تسهيل انتخاب شود.

BoLA-DQA protein is a highly polymorphic region in MHC class II and plays a key role in immune responses، resistance and susceptibility to infectious diseases، vaccination and production factors. Compared with other species، there are little data on molecular characteristics، structure، phylogeny and evolution of BoLA-DQA. In the present study، some aspects of these subjects and propose practical points based on findings about variations، structure and phylogeny of this locus in cattle was studies. Protein sequences of BoLA-DQA alleles were retrieved from databases. Variation was evaluated by Shannon entropy plot based on alignment of sequences with ClustalW2 algorithm، and Highly Variable Regions (HVRs) were analyzed. Then، tertiary structure of protein by homology modeling approach under certain circumstances، energy minimization and model validation were achieved. Finally، phylogeny، allelic grouping and estimation of evolutionary divergence were done using Maximum Likelihood method. For heuristic search of initial tree، Neighbor-Joining and BioNJ were used for pairwise distance matrix by JTT model and then، Logs with better Likelihood were appointed. Seven HVRs and some semi-variable regions in variation analysis were obtained. The highest variable region was amino acids 90-93. These HVRs were seen in all substructures after homology modeling of BoLA-DQA protein (with 97.5 validity). Besides، alleles were grouped into five clusters by phylogenetic analysis. Evolutionary analysis of tree showed that more ancient alleles were *2103 and *2602، and probable newer alleles were *1204، *0302 and *2207. Present study helps in designing effective vaccines against infectious diseases and animal breeding in easy prediction of production factors in cattle.