امروز جمعه 23 آذر 1397

پیش‌بینی اثراتSNP غیرمترادف ژن Hsp70گاومیش بر ساختار و عملکرد پروتئین آن

Prediction of nonsynonymous SNPs consequences in heat shock protein 70 (Hsp70) gene of bubalus bubalis on structure and function of its protein

MGJ-17-C-00276

ژنتیک جانوری

پژوهشی کوتاه

Fa

 

 

پیشرفت‌های اخیر در توالی‌یابی DNA و الگوریتم‌های محاسباتی منجر به تشخیص اسنیپ‌های با ارزش بالاتر شده است. از طرفی مطالعه آزمایشگاهی اللهای حاصل از اسنیپ ها دشوار و زمان‌بر است. در این تحقیق از چندین الگوریتم محاسباتی برای بیان تاثیر ساختار و عملکرد اسنیپ‌های ژن پروتئین شوک حرارتی70 (HSP70) بر عملکرد پروتئین در ژنوم گاومیش استفاده شد. HSP70 یک چاپرون مولکول است که در پاسخ به استرس بیان می‌شود. از سویی دیگر گاومیش یکی از دامهای مقاوم به استرس گرمایی است. در این بررسی از تراشه اسنیپ 90K افیمتریکس در112 گاومیش خوزستانی و اطلاعات توالی منتشر شده برای گاومیش هندی استفاده شده است. در data set گاومیش خوزستانی اسنیپی یافت نشد، اما در data set گاومیش هندی، یک اسنیپ تشخیص داده شد. آنالیز اسنیپ‌ M5T (Methionine/Threonine) با استفاده از نرم‌افزار‌های SIFT, PROVEAN انجام گردید. SIFT با محاسبه ضریب 1 و الگوریتم PROVEAN با محاسبه ضریب 33/0 این جهش یا اثر اسنیپ را غیر مخرب و پروتئین را با عملکرد طبیعی نشان دادند. الگوریتم I-mutant که برای بررسی ثبات پروتئین جهش یافته hsp70 استفاده شد و تاثیر اسنیپ بر پایداری و استحکام پروتئین را با کمک رگرسیون براساس تغییر در انرژی آزاد(47/0DDG=) پیش‌بینی می‌کند، نشان داد که اسنیپ Met5Thr در دمای 25درجه سانتی‌گراد و 7pH= ثبات پروتئین را کمی کاهش می‌دهد. اعتبارسنجی مدل بکمک نقشه‌های راماچاندران و Prosa zscore حاکی از انحراف جزئی در پروتئین جهش‌یافته در مقایسه با مدل طبیعی است. داکینگ مولکولی نحوه اتصال HSP70 به لیگاندش آدنوزین دی فسفات (ADP) در هر دو مدل طبیعی و جهش یافته نشان می‌دهد که جهش منجر به کاهش پایداری پروتئین و تغییر ساختار آن می‌شود که ضمن تغییر ساختار جایگاه اتصال لیگاند نیز تغییر می‌کند. اما بطور کلی جهش پیدا شده تاثیر مخرب و بزرگی بر ساختار پروتئین در این بررسی نشان نمی دهد.

Recent advances in DNA sequencing and computational algorithms revealed the SNPs of highest value. Laboratory study of gene and its alleles is difficult and time consuming. In this study, we used several computational algorithms to demonstrate the effects of gene structure and function of heat shock protein 70 (HSP70) in buffalo. HSP70 is a chaperone molecule that expressed in response to stress. On the other hand, buffalo is one of the resistant animals to heat stress. In this study from Affymetrix 90K SNP chip in 112 Khuzestan buffalo and published sequence information is used for Hindi buffalo. In Khuzestan buffalo dataset, snp was not found, but one snp was recognized in Hindi buffalo. Snp analysis (Methionine/Threonine) was done using SIFT,PROVEAN.SIFT with calculate factor 1 and PROVEAN algorithm with calculate factor 0.33 which showed this mutation or SNP effect is non-destructive and with the normal protein operation. I-mutant algorithm was used to check mutant hsp70 protein stability, and predict SNP impacts on the stability of the protein using regression based on the changes in free energy (DDG=0.47) showed that "met5thr" snp at 25 ºC ,PH=7 decrease the protein stability. Validation of the model by Ramachandran and ProSA Zscore maps indicates a slight deviation in the mutated protein compared to the normal model. Molecular docking and how to hsp70 connect to its ligand adenosine diphosphate (ADP) indicates in both the natural and mutated models that mutation leads to decrease in protein stability and change its structure, which also changes the structure of ligand binding site. But generally in this study the mutation does not show significant and destructive effect on protein structure.

نویسندگان مقاله
ناممحل خدمتپست الکترونیکی

آرزو عسکری راد
a askari rad

نویسنده مسئول

جمال فیاضی
j fayazi

j_fayazi[AT]ramin.ac.ir نویسنده مسئول

محمود نظری
m nazari

نویسنده مسئول

محمدرضا حجاری
mr hejjari

نویسنده مسئول

مقالات چاپ شده