بررسی مقایسه ای موتاسیون های نقطه ای ژن Cyc۱ در باکتری اسیدیتیوباسیلوس فرواکسیدانس و اثر آن بر فرآیند بیولیچینگ با استفاده از مطالعات بیوانفورماتیک

چکیدهاسیدیتیوباسیلوس فرواکسیدانس یک باکتری اسیدوفیل بوده که در فرایند بیولیچینگ فلزات دخیل می باشد. Cytochrome c۵۵۲ (Cyc۱) یک پروتئین پری­پلاسمی در این باکتری است که نقش کلیدی در انتقال الکترون در زنجیره تنفسی دارد. حضور هم A و B در ساختار Cyc۱ و نقش آن در دریافت الکترون از پروتئین قبلی (Cyc۲) و انتقال آن به پروتئین بعدی (CcO)، دلیل اصلی انتخاب این پروتئین است. در این تحقیق، با هدف بهبود فرآیند بیولیچینگ، گلوتامات ۱۲۲ و هیستیدین ۵۴ Cyc۱ برای جهش نقطه ای در مطالعات بیوانفورماتیک انتخاب شد. ابتدا جهش ها توسط نرم افزار پایمول انجام و شبیه سازی دینامیک مولکولی برای پروتئین های وحشی و جهش یافته E۱۲۲D و H۵۴I در Cyc۱ صورت گرفت. تغییرات ساختار فضایی پروتئین های وحشی و جهش یافته توسط آنالیزهایRMSD ،RMSF ، Rg، SASA و پیوندهای هیدروژنی انجام شد. نتایج حاکی از پایداری دو پروتئین جهش یافته پس از پایان شبیه سازی بود. با تبدیل گلوتامات ۱۲۲ به آسپارتات، یک مولکول اسیدی، اسیدی تر شده و با کاهش بیش از پیش پتانسیل ردوکس در مرکز راستی­سیانین، باعث سرعت انتقال الکترون به Cyc۱ خواهد شد. همچنین، با کاهش پتانسیل ردوکس در محل جهش سرعت انتقال الکترون به هم A نیز افزایش خواهد یافت. در صورت تبدیل هیستیدین ۵۴ به ایزولوسین، حلقه ایمیدازول الکترواستاتیک به اسیدآمینه­ای باریشه بدون بار تغییر کرده و درنتیجه منجر به تشکیل یک پیوند هیدروژنه قوی بین دو اسیدآمینه می شود. بنابراین، انتقال الکترون بین Cyc۱ و CcO از طریق یک مولکول آب (W۷۹) بهبود یافته و به­دنبال آن احتمالا سرعت بیولیچینگ افزایش خواهد یافت.

کلیدواژه ها:

واژه های کلیدی: اسیدیتیوباسیلوس فرواکسیدانس ، جهش نقطه ای ، زنجیره انتقال الکترون ، سیتوکروم c۵۵۲ (Cyc۱) ، شبیه سازی دینامیک مولکولی