تجزیه و تحلیل بیان و برهمکنش میان ALDHهای زعفران و کروستین دی‌آلدهید

در زعفران، شکافت زآگزانتین توسط CCD2، کروستین دی‌آلدهید را تولید می‌کند که سپس توسط یک آلدهید دهیدروژناز ناشناخته به کروستین تبدیل می‌شود. اخیراً پروتئومی از کلاله زعفران منتشر شد و بر اساس الگوی بیان و تحلیل‌های همبستگی، پنج آلدهید دهیدروژناز (ALDH) به عنوان نامزدهای احتمالی برای تولید کروستین از کروستین دی‌آلدهیدها پیشنهاد شدند. ما چهار مورد از ALDHهای پیشنهادی را انتخاب کردیم و بیان آن‌ها را در بافت‌های مختلف تجزیه و تحلیل کردیم، فعالیت آن‌ها را روی کروستین دی‌آلدهید تعیین کردیم و مدل‌سازی ساختاری و محاسبات داکینگ را برای یافتن ویژگی آن‌ها انجام دادیم. همه ALDHها قادر به تبدیل کروستین دی‌آلدهید به کروستین بودند، اما دو مورد از آن‌ها ویژه بافت کلاله بودند. تجزیه و تحلیل‌های مدل‌سازی ساختاری و داکینگ نشان داد که در همه موارد، پوشش بالایی از باقی‌مانده‌ها در مدل‌ها وجود دارد. همه آن‌ها یک ساختار بسیار نزدیک را نشان دادند که با مقادیر کم انحراف ریشه میانگین مربعات (RMSD) اتم‌های ستون فقرات نشان داده شد که نشان‌دهنده شباهت بالا بین آن‌ها است. با این حال، میل ترکیبی کم بین آنزیم‌ها و کروستین دی‌آلدهید مشاهده شد. تجزیه و تحلیل فیلوژنتیک و محاسبات میل‌های پیوندی، از جمله برخی ALDHها از گاردنیا جاسمینوئیدس، کروکوس سیبری و گونه‌های بودلیا که کروستین انباشته می‌کنند و بیگزا اورلانا که آپوکاروتنوئید بیگزن را سنتز می‌کند که بر اساس الگوی بیان آن‌ها که با انباشتگی یا کروسین‌ها یا بیگزن مطابقت داشت انتخاب شدند، نشان داد که اعضای خانواده 2 C4 ممکن است در تبدیل کروستین دی‌آلدهید به کروستین با ویژگی بالا نقش داشته باشند.

In saffron, the cleavage of zeaxanthin by means of CCD2 generates crocetin dialdehyde, which is then converted by an unknown aldehyde dehydrogenase to crocetin. A proteome from saffron stigma was released recently and, based on the expression pattern and correlation analyses, five aldehyde dehydrogenases (ALDHs) were suggested as possible candidates to generate crocetin from crocetin dialdehydes. We selected four of the suggested ALDHs and analyzed their expression in different tissues, determined their activity over crocetin dialdehyde, and performed structure modeling and docking calculation to find their specificity. All the ALDHs were able to convert crocetin dialdehyde to crocetin, but two of them were stigma tissue-specific. Structure modeling and docking analyses revealed that, in all cases, there was a high coverage of residues in the models. All of them showed a very close conformation, indicated by the low root-mean-square deviation (RMSD) values of backbone atoms, which indicate a high similarity among them. However, low affinity between the enzymes and the crocetin dialdehyde were observed. Phylogenetic analysis and binding affinities calculations, including some ALDHs from Gardenia jasmonoides, Crocus sieberi, and Buddleja species that accumulate crocetin and Bixa orellana synthetizing the apocarotenoid bixin selected on their expression pattern matching with the accumulation of either crocins or bixin, pointed out that family 2 C4 members might be involved in the conversion of crocetin dialdehyde to crocetin with high specificity.