مطالعه بيوانفورماتيك پروتئين‌هاي LEA درگير در تحمل به تنش خشكي در جو (Hordum vulgare L.) و برنج (Oryza sativa L.)

هدف: پروتئين هاي تجمع كننده در اواخر دوره جنيني (LEA) در كاهش صدمات سلولي در هنگام كمبود آب و جلوگيري از توده اي شدن پروتئين هاي سلول در اثر تنش اسمزي و انجماد نقش دارند. افزايش بيان برخي ژن هاي كد كننده اين پروتئين ها منجر به افزايش مقاومت به تنش هايي چون كم آبي، سرما و شوري در بسياري از گياهان شده است. تحليل داده هاي زيستي با كمك ابزارهاي بيوانفورماتيك، نقش مهمي در بررسي ژن ها و پروتئين ها و پيشگويي كاركرد آنها در پاسخ به تنش ها دارد . مواد و روش‌ها: در اين تحقيق به منظور مطالعه پروتئين هاي LEA در دو غله مهم جو و برنج (متحمل و حساس به تنش)، توالي هاي مذكور از پايگاه هاي اطلاعاتي استخراج و با نرم افزار ClustalW درخت فيلوژني رسم شد. پس از بررسي كلاس هاي مختلف LEA در گروه هاي حاصله، پروتئين ها با طول كوتاه حذف و تعدادي از پروتئين هاي مختلف مربوط به كلاس هاي پروتئيني متفاوت انتخاب گرديد. اطلاعات مربوط به خصوصيات توالي ها، موتيف آنها، پيش بيني جايگاه درون سلولي و آناليز باندهاي هيدروژني و غير هيدروژني و بررسي فعاليت بيولوژيكي و مولكولي با استفاده از پايگاه هاي اطلاعاتي ProtParam، EXPASY، MEME، SMART، WoLF PSORT، PIC، WHAT IF و نرم افزار Blast2GO به دست آمد. ساختار سه بعدي اين پروتئين ها با استفاده از نرم‌افزارDiscovery Studio ، HyperChem،MODELLER v.10 و SPDBV مدل سازي گرديد. نتايج: گروه بندي پروتئين ها را در هفت گروه مجزا قرار داد كه دهيدرين ها بيشترين تعداد توالي را در برگرفتند. اكثر پروتئين ها  كوچك بوده و داراي وزن مولكولي كمتر از 30 كيلودالتون مي باشد. همچنين عموم توالي ها داراي بار سطحي بالا مي باشند كه دليلي بر آب دوستي و ساختار قابل انعطاف آنها جهت تشكيل ساختار چپروني براي محافظت در برابر تنش مي باشد. جايگاه درون سلولي آنها نشان داد كه اين پروتئين ها در محل هسته سلول قرار دارند. بررسي موتيف ها در گروه هاي مختلف نشانگر حضور مكان هاي حفاظت شده در بين اعضاي يك گروه مي باشد. پيش بيني فعاليت مولكولي و بيولوژي توالي ها، بيانگر نقش اين پروتئين ها به تفكيك گروه هاي حاصله در مقاومت به تنش ها ازجمله تنش خشكي و فولدينگ از طريق فعاليت بايندينگ و يا كاتاليك مي باشد. نتيجه‌گيري: گياه جو به عنوان گياه مقاوم به تنش عمدتا داراي توالي هاي دهيدرين و گياه برنج به عنوان گياه حساس به تنش عمدتا توالي هاي LEA4 و LEA2 را در بر دارند.