همسانه سازی و بررسی بيوانفورماتيكی ژن UGT در زعفران (sativus Crocus (ايران

آپوكاروتنوئيدها عامل ارزش اقتصادی در گياه زعفران هستند، بنابراين جداسازی و مطالعه ژنهای درگير در متابوليسم آپوكاروتنوئيدها از اهميت ويژهای برخوردار ا ست. در اين تحقيق، باتوجه به اهميت ژن CsUGT در بيو سنتز كرو سين و به منظور شناخت بي شتر خ صو صيات پروتئين CsUGT، اقدام به جداسازی، همسانهسازی و انتقال اين ژن به باكتری coli.E سويه α5DH شد.

بدين منظور، ابتدا توالی پروتئينی ژن مورد نظر بد ست آمد و سنت ويژگیهای فيزيکی و شيميايی و فيزيولوژی پروتئين CsUGT تو سط سرورها و ابزارهای Protparam، SOPMA، ProtScale، Pfam، ProtComp، SignalP، TMHMM و ChloroP بررسددی شددد. همچنين با اسددتفاده از سددرور -Swiss Model ساختار سهبعدی اين پروتئين مورد بررسی قرار گرفت و جهت اعتبار سنجی ساختاری مدل ترسيم شده سهبعدی، نمودار راماچاندران ترسدديم گرديد. با توجه به نتايج حاصددل، پروتئين CsUGT دارای ثبات در دماهای باال، قطبی و فاقد دمين آبگريز میباشددد .

اين پروتئين دارای 462 اسيد آمينه و حاوی توالی حفافت شده پروتئينهای خانواده گليکوزيلترانسفراز است. پروتئين CsUGT فاقد پنتيدهايی با نقش سيگنالی يا سيگنالهای ات صال دهنده ا ست و جايگاهی سيتوپال سمی دارد. اين تحقيق امکان جدا سازی ژن CsGTS زعفران را فراهم و شدددرايط انتقال آن را به داخل ناقل بهينه نمود. عالوه بر اين، نتايج تجزيه و تحليل سددداختار پروتئين CsUGT زمينه را برای مطالعات عملکردی آتی فراهم میكند و میتواند اطالعات با ارزشددی در رابطه با رفتار و واكنش اين آنزيم در مسددير سددنتز آپوكاروتنوئيدهای زعفران فراهم كند.

Apocarotenoids play a pivotal role in the economic value of saffron plants, underscoring the significance of isolating and studying the genes implicated in apocarotenoid metabolism. This research endeavor focused on the CsUGT gene, a key player in crocin biosynthesis. The gene was subjected to isolation, homogenization, and subsequent transfer into the E. coli strain DH5α. The gene underwent cloning, sequencing, and registration within the NCBI database. A multi-step analysis was initiated to gain a deeper understanding of the attributes inherent to this gene. Firstly, the protein sequence of CsUGT was obtained. Subsequently, several servers and tools, including Protparam, SOPMA, ProtScale, Pfam, ProtComp, SignalP, TMHMM, and ChloroP, were employed to delve into the protein’s physical, chemical, and physiological characteristics. Moreover, the Swiss-Model server was leveraged to investigate the protein’s three-dimensional structure.

The outcome of this exploration included the construction of a Ramachandran diagram, which effectively validated the 3D model structure produced. According to the results, CsUGT protein with 462 amino acids has the conserved sequence of glycosyltransferase family proteins and was identified as a polar protein, stable at high temperatures and without a hydrophobic domain. CsUGT protein has no peptide signal or binding signals and has a cytoplasmic location. This research made it possible to isolate the saffron’s CsGTS gene and optimized its transfer conditions into the vector.

In addition, the results of CsUGT protein structure analysis provide the basis for future functional studies and can provide valuable information regarding the behavior and reaction of this enzyme in the synthesis of saffron apocarotenoids; also, these results can be useful in future programs of Iranian saffron genetic modification.