تعيين دامين هاي كاركردي و مدل توپولوژي ژن دلتا 6 دسچوراز غشائي قارچ Mortierella alpina

Determination of functional Domains and topology model of membrane-bound Delta-6 Desaturase enzyme from Mortierella alpina

دسچورازها (EC: 1.14.19.3) كاتاليزگرهاي واكنش دهيدروژناسيون بوده و باعث ايجاد پيوند دوگانه در زنجيره اسيدچرب مي شوند. اين آنزيم ها به دو گروه محلول و غشائي تقسيم گرديده، هر يك داراي موتيف هاي متفاوتي مي باشند. با اينكه دلتا 6 دسچوراز آنزيم كليدي در بيوسنتز اسيدهاي چرب غيراشباع مي باشد، ولي بخاطر غشايي بودن، ساختار كريستالي و سه بعدي آن تعيين نگرديده است. قارچ Mortierella alpina منبع غني توليد اسيدچرب غيراشباع اسيد آراشيدونيك بوده و داراي آنزيم دلتا 6 دسچوراز فعالي مي باشد. هدف از اين تحقيق، دستيابي به توالي كدكننده ژن دلتا 6 دسچوراز و تعيين جايگاه دامين هاي كاركردي با استفاده از آناليزهاي مقايسه اي و مدل هاي مولكولي و پيشنهاد يك مدل توپولوژي غشائي براي اين آنزيم مي باشد. بدين منظور پس از استخراج RNA و سنتز cDNA توسط آغازگرهاي اختصاصي، همسانه سازي در ناقلpBlueScriptSK+ انجام و سپس توالي يابي شد. بر اساس بررسي هاي بيوانفورماتيكي توسط سرورهاي Swissmodel، Predict و Phobius وجود دامين سيتوكروم b5 حاوي موتيف (HPGG)، 3 موتيف جعبه هيستيديني و نواحي ترانس ممبران تعيين و سپس يك مدل توپولوژي غشائي براي توالي موردنظر پيشنهاد گرديد.

Desaturase enzymes (EC: 1.14.19.3) catalyze dehydrogenation reactions and creates a double bond in the fatty acid chains. These enzymes classified into two groups, soluble and membrane each with different consensus motifs. Despite the Delta-6 desaturase is a key enzyme in the biosynthesis of unsaturated fatty acids but due to lack of structural information of membrane-bound desaturase, it's three-dimensional and crystal structure has not been determined. Mortierella alpina is a rich source for production of unsaturated fatty acid arachidonic and has an active Delta-6 desaturases enzyme. The aim of this study was obtain encoding sequences of Delta-6 desaturase gene, and determination of functional domains using comparative analysis and molecular model and propose a membrane topology model for this enzyme. Thus, after extraction of total RNA and cDNA synthesis using gene specific primers, PCR product was cloned into pBlueScriptSK+ vector and then sequenced. Based on bioinformatics analysis by Swissmodel, Predict and Phobius servers presence of functional domains cytochrome b5 carrying motif (HPGG), three His-box motifs and transmembrane regions were identified. Then we proposed a membrane topology model for the Delta-6 desaturase enzyme.