همسانه سازی و تعیین خصوصیات ژن های موالونات دی فسفات دکربوکسیلاز (mdd) ایزوپنتنیل پیروفسفات ایزومراز (ipi) و فارنسیل دی فسفات سنتاز (fds)، درگیر در فرآیند بیوسنتز مایکوفنولیک اسید در قارچ پنی سیلیوم بروی کامپکتوم
Abstract
مایکوفنولیک اسید یکی از متابولیت های ثانویه گونه های مختلف قارچ پنی سیلیوم، به ویژه پنی سیلیوم بروی کامپکتوم می باشد که دارای خواص آنتی بیوتیکی، ضد ویروسی، ضد باکتریایی، ضد توموری و بازدارندگی سیستم ایمنی بدن است. یکی از مشکلات موجود بر سر راه تولید میکربی مایکوفنولیک اسید، بازدهی پایین سویه های تولید کننده این ترکیب می باشد. برای حل این مشکل می توان از روش های مهندسی متابولیک برای شناسایی و دستکاری ژن های کدکننده ی آنزیم های تعیین کننده در مسیر بیوسنتز مایکوفنولیک اسید استفاده نمود. مایکوفنولیک اسید یک مروترپنوئید می باشد که بخش پلی کتیدی این مولکول از مسیر بیوسنتز پلی کتیدها و دنباله ی فارنسیلی آن از مسیر بیوسنتز ایزوپرنوئیدها منشأ می گیرد. تحقیقات قبلی نشان داده که در مسیر بیوسنتز بخش ایزوپرنوئیدی مایکوفنولیک اسید، آنزیم های موالونات دی فسفات دکربوکسیلاز (mdd)، ایزوپنتنیل پیروفسفات ایزومراز (ipi) و فارنسیل دی فسفات سنتاز(fds) دارای نقش تعیین کننده هستند. لذا پیش بینی می شود با تغییر بیان ژن های کدکننده ی این آنزیم ها از طریق فنون مهندسی ژنتیک میزان تولید مایکوفنولیک اسید افزایش یابد. این امر مستلزم در اختیار داشتن اطلاعات مربوط به توالی هر یک از این ژن ها می باشد. در این تحقیق به منظور شناسایی سه ژن mdd، ipi و fds در قارچ پنی سیلیوم بروی کامپکتوم mucl 19011 ، ابتدا با روش همسانه سازی بر اساس شباهت توالی ژن های شناخته شده در گونه های قارچی دیگر، قطعاتی از این سه ژن به دست آمد. سپس با استفاده از روش pcr ترکیبی نامتقارن دمایی نواحی بالادست و پائین دست این قطعات ژنی شناسایی شد. در مرحله بعد چیدمان قطعات ژنی با استفاده از نرم افزار bioedit انجام شد و سپس با استفاده از نرم افزارهای تحت شبکه blast و fgenesh به تجزیه و تحلیل بیوانفورماتیکی توالی های به دست آمده و پیش بینی توالی پروتئینی و تعیین ساختار ژنی آن ها پرداخته شد. توالی mrna سه ژنmdd ، ipiو fds به ترتیب دارای 1293، 1329 و 1350 جفت باز می باشد. توالی آمینواسیدی پیش بینی شده برای پروتئین های کد شده توسط این ژن ها نیز به ترتیب دارای 360، 270 و 315 اسید آمینه می باشد. ساختار ژنی پیش بینی شده برای ژن mdd وجود دو اگزون را در ساختار این ژن نشان می دهد. ژن های ipi و fds نیز دارای سه اگزون در ساختار ژنی خود می باشند. به منظور تأیید بیشتر، توالی های پروتئینی پیش بینی شده به وسیله ی blastp مورد بررسی قرار گرفتند. مقایسه توالی های به دست آمده از قارچ پنی سیلیوم بروی کامپکتوم mucl 19011 با قارچ های دیگر نظیر پنی سیلیوم مارنفی و اکثر آسپرژیلوس ها، بین 100-96 درصد شباهت را نشان داد.