پيش‌بيني آثارSNPهاي غيرمترادف ژن استروژن رسپتور بر ساختار و عملكرد پروتئين آن در گاوميش‌ خوزستاني

Prediction of nonsynonymouse SNPs effects in Esterogene Receptor (ESR) gene on Protein Structure and Performance in Khuzestani Buffaloes

پيشرفت‌هاي اخير در توالي‌يابي DNA و الگوريتم‌هاي محاسباتي منجر به تشخيص SNPهايي با ارزش بالاتر شده است. در اين تحقيق از چندين الگوريتم محاسباتي براي بيان تاثير SNP‌هاي ژن استروژن رسپتور آلفا (ESRα) بر عملكرد پروتئين در ژنوم گاوميش استفاده شد.در اين بررسي از تراشه Affymetrix90KSNP در112 گاوميش خوزستاني استفاده شده است. دو SNP (Argenin43Histedin,Thronin15Alanin) براي ژن ESRα يافت شد. آناليز اينSNPها با استفاده از سرورهاي Sift ،Panther و Provean انجام گرديد. Sift با محاسبه ضريب صفر اثر SNPها را مخرب و موثر بر عملكرد پروتئين پيش‌بيني كرد و Panther براي دو SNP اثرات مخرب و موثر بر عملكرد پيش‌بيني كرد. الگوريتم Provean با محاسبه ضريب 08/0- براي SNP-Thronin15 Alanin و با محاسبه امتياز 13/0- براي SNP-Argenin43Histedin اثرات اين SNP را طبيعي پيش‌بيني كرد. براي بررسي بيشتر اثرات اين SNPها بر پايداري پروتئين و استحكام ازالگوريتم I-mutant استفاده شد. الگوريتم I-mutant تاثير SNP بر پايداري پروتئين را با كمك رگرسيون و براساس تغيير در انرژي آزاد (49/0-=DDG) پيش‌بيني كرد. SNP-Thronin15Alanin در دماي25 درجه و 7=pH ثبات پروتئين را كاهش مي‌دهد. SNP-Argenin43Histedin با محاسبه امتياز (53/0-=DDG) ثبات پروتئين را كاهش مي‌دهد. مدل‌سازي پروتئين ESRα با سرور I-taser انجام شد. اعتبارسنجي مدل‌ها به‌كمك نقشه‌هاي راماچاندران و سرور Pro-SAحاكي از انحراف پروتئين جهش‌يافته در مقايسه با مدل طبيعي است. مقايسه نتايج داكينگ در دو مدل، نشاند‌هنده‌ي تغيير غيرمستقيم آمينواسيدهاي درگير در اينتركشن در مدل جهش‌يافته است.SNPها در اكتيوسايت نمي‌باشند ولي با تغيير ساختار پروتئين، به طور غيرمستقيم بر آمينواسيدهاي درگير در اينتركشن تاثيرگذار بوده‌اند و باعث كاهش ميل اتصالي ليگاند در مدل جهش‌يافته شده‌اند.

Recent developments in DNA sequencing and computational algorithms have leading to the discovery of higher value SNPs. In this research, several computational algorithms were used to express the effect of ESRα gene SNPs on protein function in buffalo genome. In this study genomic information of 112 Khuzestani buffaloes that revealed by Affymetrix-90K-SNP-Chip were used. We found two SNPs for ESRα gene. The analysis of these SNPs was performed using Sift, Provean servers. Sift by calculating a zero coefficient, predict that SNPs effects were destructive and effective on protein function. Provean algorithm predict a natural effect by calculating a coefficient of -0.08 for Thr15Ala-SNP and a score of -0.13 for Argenin 43 Histedin-SNP. The SNPs were examined using I-mutant for further investigation of SNPs effects on Protein stability. I-mutant algorithm predict the effect of SNP on protein stability by regression and based on the change in free energy (DDG=-0.49). The result suggestedthat Thronin15Alanin-SNP at 25 °C and pH=7 will reduce the protein stability and Argenin 43 Histedin-SNP, because of its score (DDG=-0.53), has same effect on protein stability. ESRα protein modeling was performed by I-taser server. Validation of the models by Ramachandran plot and Pro-SA server, indicating a deviation in the mutant protein compared to the natural model. Molecular docking in both natural and mutant models indicates no direct changes in the amino acids involved in the interaction. However by side effect and indirectly there is a decrease in ligand binding affinity for the receptor in the mutated model compare to the natural model.