شناسایی جهش های پایدارکننده ساختارآنزیم لوسیفراز گونه ایرانی بوسیله ابزارها و پایگاه های بیوانفورماتیک و شبیه سازی دینامیک مولکولی

دانش زیستی ایران

دوره 15، شماره 3، آذر 1399، صفحه 21-28   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

علیرضا خندابی¹؛ حسن صاحب جمعی^{* 2}؛ فهیمه باغبانی آرانی¹

¹گروه ژنتیک و بیوتکنولوژی، دانشکده علوم زیستی، واحد ورامین- پیشوا، دانشگاه آزاد اسلامی، ورامین، ایران

²گروه بیوفیزیک، دانشکده علوم زیستی، واحد ورامین- پیشوا، دانشگاه آزاد اسلامی، ورامین، ایران

چکیده

   آنزیم لوسیفراز در واکنش بیولومینسانس (نشر نور توسط موجودات زنده) دخالت دارد. این آنزیم به­عنوان گزارشگر ژنی در تصویربرداری in vivo کاربردهای فراوانی دارد. علی­رغم کاربردهای فراوان و تشخیصی آنزیم لوسیفراز، چندین عامل هم­چون پایداری پایین لوسیفراز نسبت به حرارت و K_m بالا برای سوبسترای ATP استفاده از آن را محدود کرده است. با توجه به پایداری پایین آنزیم لوسیفراز مطالعه حاضر جهت ارزیابی تاثیر جهش­های تک اسیدآمینه بر پایداری آنزیم لوسیفراز گونه ایرانی لامفیریس ترکستانیکوس[1] با استفاده از وب­سرورهای بیوانفورماتیک و شبیه­سازی دینامیک مولکولی صورت گرفت. برای این منظور ابتدا جهت تعیین پایداری، جهش­ها  با استفاده از وب­سرورهای I-Mutant-2، Pop-music، Cupsat، istable،MUpro  و ابزارهای Protparam و foldx تحت نرم­افزار Yasara بررسی شد. وب سرورها و foldx پیش­بینی کردند که دو جهش Q35L و H9M  باعث پایداری  ساختار می­شوند. وب­سرور Polyphen-2هم پیشگویی کرد که این دو جهش در عملکرد آنزیم اثر مخرب ندارد. برای تایید بیش­تر این دو جهش شبیه­سازی دینامیک مولکولی انجام شد، که نتایج RMSD و RMSF و شعاع ژیراسیون و هیدروفوبیسیته هم نشان دادند که این جهش­ها باعث پایداری این آنزیم می­شود.
 
 

کلیدواژه‌ها

لوسیفراز؛ جهش؛ پایداری؛ دینامیک مولکولی

مراجع