داكينگ مولكولي و مطالعه بيوانفورماتيك كدون هاي نادر ژن لوسيفراز Lampyroidea maculata

Molecular Docking and Bioinformatics Study of Rare Codons in the Lampyroidea maculata Luciferase Gene

فرايند بيولومينسانس، يك پديده گسترده در طبيعت بوده و آنزيم هاي لوسيفرازي در بخش هايي گسترده اي از حيات شناسايي شده اند اما آنزيم لوسيفراز شناسايي شده در خانواده lampyrid به دليل ويژگي هاي برتر كاربردهاي زيستي گسترده اي يافته است. به تازگي، كلونينگ يك ژن جديد از آنزيم لوسيفراز كرم شب تاب ايراني با نام Lampyroidea maculata گزارش شده است. در اين مطالعه، در اين مطالعه، آناليز كدونهاي نادر از ژن لوسيفراز حشره شب تاب ايراني با استفاده از پايگاه هاي محاسباتي ATGme، RACC،LaTcOm و Sherlocc مورد مطالعه قرار گرفت. همچنين، فرايند مدل سازي ساختاري اين آنزيم انجام شد. در ادامه، وضعيت اين كدون هاي نادر در اين مدل ساختاري به كمك نرم افزارهاي SPDBV و PyMOL مورد مطالعه قرار گرفت. جايگاه اتصال سوبسترا در دهانه فعال آنزيم به كمك نرم افزارهاي داكينگ AutoDock Vina بررسي شد. به كمك مدل سازي مولكولي، برخي از كدون هاي نادر شناسايي شدند كه ممكن است نقش مهمي در ساختار و عملكرد اين آنزيم داشته باشند. فرايند داكينگ مولكولي به كمك AutoDock Vina انجام شد و Asp531 را كه در اتصال به لوسيفرين و AMP نقش دارد شناسايي شد. اين آناليزهاي بيوانفورماتيكي نقش مهمي در طراحي داروهاي جديد دارد.

The bioluminescence process is a widespread phenomenon in nature. The luciferase enzymes are identified in some domains of life, but the luciferases from the Lampyridae family are considered for biological applications. The molecular cloning of a new type of Iranian firefly luciferase from Lampyroidea maculata was reported, previously. In this study, the rare codons of the Iranian insect luciferase gene were analyzed using the computational databases as ATGme, RACC, LaTcOm, and Sherlocc. Also, the structural modeling process of this enzyme was performed. Next, the status of these rare codons in this structural model was evaluatedusing SPDBV 4.10 and PyMOL 2.3.2 software. In the following, the substrate binding site in the enzyme’s active site was studied using the AutoDock Vina 1.5.4. By molecular modeling, some rare codons were identified that may have a critical role in the structure and function of this luciferase. AutoDock Vina was used in the molecular docking that recognizes Asp531 that yield closely related to luciferin and AMP binding site. These bioinformatics analyzes play an important role in the design of new drugs.