جداسازی، مدل سازی ساختاری و بررسی بیان ژن استریکتوزیدین سنتاز دخیل در مسیر بیوسنتز ایندول آلکالوئیدها در گیاه Papaver somniferum

پروتئین استریکتوزیدین یکی از آنزیم های کلیدی مسیر بیوسنتز ایندول آلکالوئیدهای گیاهی است. در حال حاضر، هیچ اطلاعاتی درباره توالی ژن استریکتوزیدین در پایگاه های اطلاعاتی مختلف برای گیاه خشخاش ثبت نشده است. بنابراین، این تحقیق با هدف جداسازی توالی کامل ژن استریکتوزیدین، آنالیزهای بیوانفورماتیکی و بررسی بیان آن در اندام­های مختلفPapaver somniferum  و bracteatum Papaver انجام شد. توالی توافقی ژن STR با ۱۱۷۹ جفت باز، پس از شناسایی توالی­های توافقی حاصل از سره­کردن خوانش­های مشابه در گونه­های نزدیک به­دست آمد. مطالعات فیلوژنی نشان داد که بخش انتهایی این آنزیم، دارای بیشترین حفاظت­شدگی است. در ضمن، محدوده دمین عملکردی پروتئین استریکتوزیدین شامل باقیماندههای ۱۸۱ تا ۲۶۸ بود. با توجه به جداسازی طول کامل توالی توافقی ژن استریکتوزیدین، پیش­بینی ساختار سوم پروتئین آن با استفاده از روش مقایسه­ای حاصل از برنامه Modeller و پیش­بینی و شبیه­سازی دینامیک مولکولی آن با استفاده از نرم­افزار GROMACS انجام شد. نتایج پیش­بینی و ارزیابی ساختار سوم، بیانگر پایداری ساختاری مدل پیش­بینی شده بود. در نهایت بررسی بیان ژن استریکتوزیدین در بافت­های برگ، ساقه و غوزه گیاه خشخاش نشان داد که میزان بیان این ژن در بافت­های مورد مطالعه به­ترتیب حدود ۱۲، ۰۹/۴ و ۳/۱ برابر ریشه به­عنوان شاهد بود. همچنین در گیاه شقایق کبیر، ریشه بیشترین بیان (بیش از پنج برابر کپسول) را به خود اختصاص داد، درحالی­که میزان بیان ساقه و برگ به­ترتیب بیش از سه و ۵/۲ برابر کپسول بود. نتایج این تحقیق، امکان دستورزی ژن استریکتوزیدین با هدف مهندسی مسیر آلکالوئیدهای خشخاش را فراهم می­آورد.

کلیدواژه ها:

بیان ژن ، بیوسنتز ایندول آلکالوئیدها ، خشخاش ، جداسازی ، ژن استریکتوزیدین