بررسی خانواده پروتئینهای فوق حساس به نمک (SOS) در آرابیدوپسیس با رهیافت بیوانفورماتیک
Investigation of the Salt Overly Sensitive (SOS) proteins family in Arabidopsis using bioinformatics approach
/منیره مونس سردرودی
: کشاورزی
، ۱۳۹۷
، میرزائی
۱۳۵ص
چاپی - الکترونیکی
کارشناسی ارشد
بیوتکنولوژی کشاورزی
۱۳۹۷/۱۱/۱۷
تبریز
شوری یکی از مهمترین تنشصهای محیطی است که باعث اختلال در رشد طبیعی گیاهان میصشود .مسیر تنظیمی SOS یکی از مهمترین مسیرصها در تنظیم هموستازی یونی میصباشد .در این پژوهش پروتئینصهای درگیر در مسیرSOS ، با نامصهای SOS۱(NHX۷), SOS۲(CIPK۲۴), SOS۳(CBL۴), SOS۴(PK), SOS۵(FLA۴), SOS۶(CSLD۵) از طریق تعدادی از نرمصافزارهای بیوانفورماتیکی مورد بررسی قرار گرفت .در بررسی خصوصیات فیزیکوشیمیایی این پروتئینصصها به وسیله نرمصافزارGPMAW ، وزن مولکولی، جذب مولی، نقطه ایزوالکتریک و شاخص آبگریزی این پروتئینصها مشخص شد .در بررسی وضعیت قرارگیری این پروتئینصها در سلول با استفاده از دو نرم افزار TOPCONS وMemBrain ، مشخص شد که از بین پروتئینصهای درگیر در این مسیر فقط پروتئینصهای SOS۱ و SOS۲ پروتئینصهای به شدت آبگریز هستند که بخش عمده ساختار آنصها در داخل غشاء قرار میصگیرند .در مورد تغییرات پس از ترجمهصای پروتئینصها از نرمصافزارصهای iPTMnet و musite استفاده شد که در مورد هر شش پروتئین، در برخی از قسمتصهای توالیصهای آمینواسیدی این پروتئینصها نشانهصهایی از فسفریله شدن و مریستیله شدن مشاهده شد که فسفریله شدن نقش بسیار مهمی در انتقال پیام تنش در این مسیر ایفا میصکند و مریستیله شدن هم نقش مهمی در خروج مقادیر اضافیNa + ایفا میصکند .برای شناسایی دمینصهای این پروتئینصها از سه نرم افزار SMART, MEME suit, ELM استفاده شد که برای SOS۱ دمینی با نامExchanger-H- Naکه در خروج سدیم در زمان تنش شوری نقش دارد و برای SOS۲ دمینصهایی با نامTKc - SوNAF ، که در تنظیم هموستازی یونی نقش دارند و برایSOS۳ ، سه دمین EFh شناسایی شد که دمینصهای متصل شونده به کلسیم میصباشند و برای SOS۴ دمینی با نامkin-pyr- phos، شناسایی شد که در سنتز پیرودکسالص۵- فسفات فعالیت دارد و برایSOS۵ ، دو دمینFAS۱ ، که در پروتئینصهای چسبنده سلولی فعالیت دارند و برای SOS۶دمینsyn - Celluloseکه در سنتز سلولز فعالیت دارد، شناسایی شد SOS۱ .و SOS۶ بیشترین سایتصهای عملکردی را داشتند که نشان از فعالیت گسترده این دو آنزیم میصباشد .رسم درخت فیلوزنتیکی به وسیله نرم افزارX- MEGA، انجام شد و در درخت فیلوژنتیکی رسم شده برای SOS۱، SOS۲،SOS۳ ،SOS۴ ،SOS۵ ، SOS۶مشخص شد که این پروتئین ها به ترتیب با۳۶ ،۳۰ ،۱۶ ،۲۴ ، ۲۰ و ۱۷ دارای روابط خویشاوندی نزدیک میصباشند و در یک گروه قرار میصگیرند .در بررسی برصهمصکنش پروتئینصهای این مسیر توسط نرمصافزار STRING مشخص شد که برهمصکنشSOS۳ - SOS۲و برهمصکنش آنصها با SOS۱ به طور چشمصگیری تحملNa +را افزایش میصدهد، این کمپلکس، دیگر مسیرهای هموستازی یونی را نیز تحت تاثیر قرار میصدهد، مانند HKT۱ و .AtCBL۱۰ همچنین SOS۴ باPDX۲ ، PDX۱۰ و RSR۴ که هر سه به عنوان کاتالیزور در بیوسنتز پیرودکسالص۵-فسفات نقش دارند برهمصکنش دارد، پیرودکسالص۵-فسفات هم از طریق تنظیم فعالیت کانالصهای یونی در تنظیم هموستازیNa + وK + موثر میصباشد
suit and ELM software were used, based on results for SOS۱, a domain known as Na-H-Exchanger identified which plays a critical role in sodium excretion during salinity stress, for SOS۲, domains known as S-TKc and NAF , involved in regulating ionic homeostasis, for SOS۳, three EFh domains, calcium-binding domains, and for SOS۴, phos-pyr-kin domain that is active in the synthesis of pyridoxal ۵-phosphate, for SOS۵, two domains known as FAS۱, that are involved in cellular adhesion proteins, and for SOS۶ a Cellulose-syn domain identified that involved in the cellulose synthase. SOS۱ and SOS۲ had the most functional sites, indicating the extensive activity of these two enzymes. The phylogenetic tree was constructed using MEGA-X software, and results revealed that SOS۱, SOS۲, SOS۳, SOS۴, SOS۵ and SOS۶ were classified with ۳۶, ۳۰, ۱۶, ۲۴, ۲۰ and ۱۷ different species respectively. The interaction of proteins was determined by STRING software, It was found that the interaction of SOS۲-SOS۳ and their interaction with SOS۱ dramatically enhances Na + tolerance, which also affects other ionic homeostasis pathways such as HKT۱ and AtCBL۱۰. The interaction of SOS۴ with PDX۲, PDX۱۰ and RSR۴, which act as catalysts in the pyrodexal ۵-phosphate biosynthesis was observed. Pyrodexal-۵-phosphate is also effective in regulating Na+ and K+ homeostasis by regulating the activity of ion channels صSalinity is one of the most important environmental stresses that disrupt the natural growth of plants. The salt overly sensitive (SOS) regulatory pathway is one of the most important pathways in regulating ionic homeostasis. In this research the proteins involved in SOS pathway, SOS۱(NHX۷), SOS۲(CIPK۲۴), SOS۳(CBL۴), SOS۴(PK), SOS۵(FLA۴), SOS۶(CSLD۵), were evaluated through a number of bioinformatics softwares. The Physicochemical properties of these proteins were determined by the GPMAW software. In the study of proteins using TOPCONS and MemBrain software, it was found that SOS۱ and SOS۲ are highly hydrophobic proteins, whose major structure located inside the membrane. The post-translational modifications of the proteins were determined using iPTMnet and musite softwares, which some of the phosphorylation and myristylation were observed in all amino acid sequences of these proteins. To identify the domains of these proteins, three SMART, MEME
Investigation of the Salt Overly Sensitive (SOS) proteins family in Arabidopsis using bioinformatics approach