عنوان پایان‌نامه

تجزیه بیوانفورماتیک خانواده ژنی۳-هیدروکسی۳متیلگلوتاریل-کوآنزیمA ردوکتاز



    دانشجو در تاریخ ۲۷ بهمن ۱۳۸۹ ، به راهنمایی ، پایان نامه با عنوان "تجزیه بیوانفورماتیک خانواده ژنی۳-هیدروکسی۳متیلگلوتاریل-کوآنزیمA ردوکتاز" را دفاع نموده است.


    رشته تحصیلی
    مهندسی کشاورزی-اصلاح نباتات
    مقطع تحصیلی
    کارشناسی ارشد
    محل دفاع
    کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 47439;کتابخانه پردیس ابوریحان شماره ثبت: 465
    تاریخ دفاع
    ۲۷ بهمن ۱۳۸۹
    دانشجو
    مریم دارابی
    استاد راهنما
    علی مسعودی نژاد, علی ایزدی دربندی
    چکیده
    لینک فایل چکیده
    چکیده ایزوپِرینوئیدها (ترپِنوئیدها) یکی از بزرگترین گروه¬های ساختمانی هستند که بسیاری از عملکردهای بیولوژیکی مهم را در گیاهان بر¬ ¬عهده دارند. ¬یکی از چرخه هایی که در بیوسنتز ایزوپرینوئیدها دخالت دارد، چرخه مِوالونات (MVA) می باشد. مهمترین مرحله در این چرخه، سنتز مِوالونات از HMG-CoA است که توسط آنزیم HMGR انجام می شود. به منظور بررسی روابط فیلوژنتیکی HMGR، 220 توالی پروتئینی در گیاهانی که ژن hmgr در آنها توالی¬یابی شده است و سه نمونه حیوانی شامل انسان، موش و مگس سرکه در نظر گرفته شدند. در بررسی هایی که توسط نرم¬¬افزار MegAlign و روش CLUSTAL W انجام شد، بیشترین تشابه در گونه¬های مختلف خانواده سولاناسه مشاهده شد که 100% مشابه بودند. در میان خانواده¬های مختلف نیز بیشترین تشابه مربوط به نوعی خزه (Physcomitrella patens, ABZ27911) و مخمّر نانوایی (Saccharomyces cerevisiae, CAC38919) می باشد که دارای 6/99% تشابه بودند. کمترین تشابه نیز مربوط به (Solanum virginianum, AAP15468) و(Cistus creticus, ABL10109) و نیز لیتوسپرموم (Lithospermum erythrorhizon, CAA52787) و (Cistus creticus, ABL10109) می باشد که دارای 1/2% تشابه بودند. در بین گیاهان زراعی نیز بیشترین تشابه متعلق به سیب (Malus domestica, ABQ52378) و گلابی (Pyrus pyrifolia, ACE80254) و نیز سیب¬زمینی (Solanum tuberosum, AAA93498) و گوجه¬فرنگی (Solanum lycopersicum, AAB23278) می باشد که 4/98% مشابه بودند و در بین خانواده های مختلف نیز بیشترین تشابه به پنبه مصری (Gossypium barbadense, ABC71314) و یونجه ترانکاتولا (Medicago truncatula, ABY20973) و نیز (Gossypium barbadense, ABC71314) و MtHMGR1 تعلق دارد که دارای 8/94% تشابه بودند. کمترین تشابه نیز متعلق به ذرت (Zea mays, ACN33671) و بادمجان (Solanum melongena, AAQ12265) می باشد که 7/2% مشابه بودند. در بررسی هایی که به منظور بررسی خصوصیات ساختاری پروتئین HMGR در سه گیاه اصلی آرابیدوپسیس، برنج و سویا انجام شد، وجود حداقل دو دُمین گذرنده از غشاء در آنها تأیید شد؛ همچنین هیچکدام از آنها دارای پپتید نشانه نبودند. در هر سه گیاه، مارپیچ آلفا و فنر مارپیچ تصادفی بیشترین اجزاء ساختاری را تشکیل می دهند در حالیکه رشته های گسترده و پیچ بتا بصورت متناوب در پروتئین پراکنده شده اند. در بررسی ساختار سه بُعدی نیز وجود سه دُمین N، L و S در ناحیه کاتالیتیکی HMGR مشاهده شد. همچنین در تعیین دُمین¬های عملکردی که بوسیله ProDom انجام شد، دُمین¬های مشترک مشاهده شد. با توجه به بررسی های انجام شده، تأیید می شود که HMGR یک آنزیم کاتالیز کننده در چرخه مِوالونات است و تمام گیاهان دارای ژن hmgr و سایر موجودات از نظر فیلوژنتیکی در یک منشأ تکاملی مشترک سهیم هستند. واژگان کلیدی: ایزوپِرینوئید، چرخه مِوالونات (MVA)، HMGR، بیوانفورماتیک، تجزیه¬ فیلوژنتیکی
    Abstract
    Isoprenoids (terpenoids) are the largest and most structurally varied groups of natural products. The mevalonate (MVA) pathway is one of the pathways that is involved in the isoprenoids biosynthesis. The 3-hydroxy-3-methylglutaryl-CoA reductase (HMGR) catalyzes the conversion of HMG-CoA to mevalonate, which is the first committed step in the pathway for isoprenoids biosynthesis in plants. In order to investigate of evolutionary relationships among different HMGRs, 220 HMGR protein sequences in plants along with three animal samples including human, mouse and fruit fly (Drosophyla melanogaster) were considered. Results of sequence alignment using the CLUSTAL W program revealed that the highest identity of 100% was observed among different species of Solanaceae family, while the highest identity among distinct families was observed between a kind of moss (Physcomitrella patens, ABZ27911) and baker's yeast (Saccharomyces cerevisiae, CAC38919) with an identity of 99.6%. The lowest identity was observed between (Solanum virginianum, AAP15468) and (Cistus creticus, ABL10109) and also between (Lithospermum erythrorhizon, CAA52787) and (Cistus creticus, ABL10109) with an identity of 2.1%. Among the crop plants, the highest identity belonged to (Malus domestica, ABQ52378) and (Pyrus pyrifolia, ACE80254) and also (Solanum tuberosum, AAA93498) and (Solanum lycopersicum, AAB23278) with an identity of 98.4% and the highest identity in distinct families was observed between (Gossypium barbadense, ABC71314) and (Medicago truncatula, ABY20973) and also (Gossypium barbadense, ABC71314) and MtHMGR1 with an identity of 94%. The lowest identity in crop plants belonged to (Zea mays, ACN33671) and (Solanum melongena, AAQ12265) with an identity of 2.7%. Results of structural analysis revealed that there are at least two transmembrane domains in the HMGR proteins of arabidopsis, rice and soybean and they had no signal peptide that synthesized in the cytoplasm. Molecular modeling indicated that they have a catalytic region consists of three domains including L-domain, N-domain and S-domain and there are some common functional domains. According to the results, HMGRs are catalytic proteins involved in the biosynthesis of mevalonate and are derived from a common ancestor in evolution. Keywords: Isoprenoid, Mevalonate pathway (MVA), HMGR, Bioinformatic, Phyligenetic analysis.