بررسي اثر جهش H230M ژن CoxB در باكتري اسيديتيو باسيلوس ‌فرواكسيدانس با استفاده از شبيه‌سازي ديناميك مولكولي

Study the effect of H230M mutation on CoxB gene in Acidithiobacillus ferrooxidans using molecular dynamic Simulation

در باكتري اسيديتيو باسيلوس­فرو اكسيدانس، پروتئين‌هاي موجود در مسير زنجيره انتقال ­الكترون از جمله پروتئين سيتوكروم C اكسيداز (CoxB)، پروتئين CoxB حاوي دو اتم مس (CuA, CuB) در ساختار خود مي‌باشد. CuAنقش مهمي در انتقال الكترون دارد. طبق مطالعات قبلي، تبديل هيستيدين به متيونين در پروتئين مشابه، منجر به افزايش پايداري پروتئين و بهبود عملكرد آن مي‌شود. همچنين، اتصال متيونين به CuB در ساختار پروتئين وحشي يكي ديگر از دلايل انتخاب جهش H230M در جايگاه CuA است. پروتئين وحشي و جهش ­يافته در حضور غشاء دو­لايه POPC با استفاده از gromacs نسخه 5.1.4 شبيه ­سازي مي‌شود. تغييرات ساختاري پروتئين جهش ­يافته توسط RMSD، RMSF، SASA،Rg ، DSSP،density ،thickness ، PCA، ED، DCCM وFEL بررسي شد. نتايج حاصل از تجزيه ­و ­تحليل پروتئين‌هاي وحشي و جهش ­يافته نشان مي­دهد كه باكتري پايداري خود را بعد از جهش حفظ مي­كند. به نظر مي‌رسد جهش منجر به افزايش ميزان دريافت الكترون مي­شود كه نياز به مطالعات بيشتر در اين زمينه دارد. شبيه­ سازي ديناميكي مولكولي و نتايج آناليزها نشان مي‌دهد كه جهش به افزايش پايداري پروتئين كمك مي­ كند. بنابراين، اين يافته رويكردهاي جديدي را از نظر خصوصيات ساختاري و احتمال انتقال ­الكترون ارائه مي­ دهد.

In Acidithiobacillus ferrooxidans, proteins, like CoxB, present in the electron transmission pathway. The structure of CoxB has two copper atoms (CuA, CuB). CuA plays an important role in electron transport. According to previous studies, the conversion of histidine to methionine in a similar protein leads to an increase the stability of protein and to improve its function. Also, the binding of methionine to CuB in the wild protein structure is another reason for the selection of the H230M mutation in CuA site. Wild-type and H230M mutants are simulated in the presence of a bilayer membrane POPC using the gromacs version 5.1.4. The conformational changes of mutated protein were investigated by RMSD, RMSF, SASA, Rg, DSSP, density, MSD, thickness, PCA, ED, DCCM and FEL analysis. The results of the wild protein and H230M mutant analysis show that the bacteria still preserves its sustainability after mutation. It seems that the H230M mutation leads to the increase of the amount of electron reception that requires further studies in this regard. Molecular dynamic simulation and principal component analysis provide compelling evidence that this H230M mutation contributes to increase the stability of protein. Thus, this finding defines new approaches in structural properties, accurate survey, and probability improves the electron transfer.