همسانه سازي مولكولي، جداسازي و توصيف يك ژن پكتات لياز از بافت حبه انگور بي دانه سفيد (Vitis vinifera L. cv. Bidaneh Sefid)

Molecular Cloning, Isolation and Characterization of a Pectate Lyase Gene from Grape (Vitis vinifera L. cv. Bidaneh Sefid) Berry Tissue

يكي از فعاليت هاي مهم سلول هاي گياهي در دوره رشد آن، فعال نمودن ژن هاي عامل و آنزيم هاي موثر در تجزيه برخي مواد ذخيره شده در مراحل اوليه تشكيل ميوه است. بر اساس مطالعات انجام شده، آنزيم هاي مختلفي در تخريب ديواره سلولي و نرم شدن بافت ميوه نقش دارند. از مهم ترين اين آنزيم ها، آنزيم پكتات لياز مي باشد. در اين مطالعه، cDNA ناقص يكي از ژن هاي پكتات لياز از بافت حبه انگور بي دانه سفيد (Vitis vinifera L. cv. Bidaneh Sefid) با استفاده از تكنيك واكنش زنجيره اي پلي مراز نسخه برداري معكوس (Reverse Transcriptase-PCR) جداسازي و در ناقل pUC19 همسانه سازي و ساختار مولكولي، ويژگي هاي بيوشيميايي و فيلوژنتيكي آن مورد بررسي قرار گرفت. توالي نوكليوتيدي اين ژن، تحت عنوان VvPel1، به طول bp429 بوده و يك پروتيين با 143 اسيدآمينه را رمز مي كند. وزن مولكولي محاسبه شده و نقطه ايزوالكتريك پيش بيني شده اين پروتيين به ترتيب برابر 78/15 كيلو دالتون و 53/6 مي باشد. بررسي ساختارهاي دوم و سوم توالي پروتييني VvPel1 نشان داد كه اين پروتيين از نظر ساختاري مشابه با توالي هاي پكتات لياز گزارش شده از موجودات ديگر مي باشد. توالي پروتييني به دست آمده شباهت زيادي را با توالي هاي پكتات لياز ساير گياهان از قبيل Ricinus communis، Fragaria ananassa، Prunus persica و Populus trichocarpa نشان داد. بررسي فيلوژنتيكي نيز مشخص كرد كه اين ژن به زيرگروه I پكتات ليازهاي گياهي تعلق دارد.

One of the important activities of the plant cell on the life cycle is to promot genes and enzyms involved in degradation of the storage components at the bigining of the fruit formation. Based on the researches, different enzymes take part in the cell wall modification and fruit tissue softening. Pectate lyase is one of the most important enzymes involved in such activities. Partial cDNA of a pectate lyase gene was isolated from grape (Vitis vinifera L. cv. Bidaneh Sefid) berry tissue by reverse transcription polymerase chain reaction (RT-PCR) technique and then was cloned into a pUC19 plasmid. Then, molecular structur, biochemical and phylogenetic characteristics were analyzed. Nucleotide sequence of the gene, called VvPel1, revealed a 429 bp long, encoding a protein of 143 amino acid residues. The calculated molecular mass and the predicted isoelectric point of the deduced polypeptide were 15.78 and 6.53 kDa, respectively. Analysis of secondary and three dimensional structures of the deduced polypeptide sequence for VvPel1 was shown that VvPel1 is similar to those of previouly reported pectate lyase proteins from other organisms. The deduced protein sequence was indicated a high similarity to pectate lyases isolated from plants such as Ricinus communis, Fragaria ananassa, Prunus persica, and Populus trichocarpa. Phylogenetic study was also demonstrated that VvPel1 gene belongs to the subgroup I of plant pectate lyases.