همسانه سازي و بررسي ژن‌هاي شبه‌سايكلوتايد در ذرت

Cloning and Characterization of Cyclotide-Like Genes in Zea mays

سايكلوتايدها دسته اي بزرگ از پپتيدهاي حلقوي هستند كه فعاليت هاي زيستي متنوعي دارند. از جمله مي توان به فعاليت ضد ميكروبي، ضدتوموري، ضدويروسي، تخريب گلبولهاي قرمز، سلول كشي و حشره كشي اشاره كرد. شبه ‌سايكلوتايد‌ها در گياهان به صورت خانواده ژني بيان شده و داراي نواحي حفاظت شده مي باشند. در اين پژوهش بر اساس توالي نواحي حفاظت شده پروتيين آغازگر طراحي شد و با استفاده از تكنيكRACE-PCR ʹ3 ژن‌هاي كدكننده پروتيين‌هاي شبه سايكلوتايد در ذرت همسانه سازي و تعيين توالي شدند. مقايسه توالي هاي به دست آمده با توالي هاي موجود در پايگاه داده هاي ژني PGI نشان داد كه تعداد نه ژن شبه سايكلوتايد جديد در ذرت به دست آمده است. مقايسه توالي نوكليوتيدي و اسيدآمينه اي اين ژن ها آنها را به دو دسته تقسيم كرد. دسته اول شباهت زيادي با ساير شبه ‌سايكلوتايد‌هاي موجود در پايگاه داده هاي ژني داشته و‏‏ داراي نواحي حفاظت شده سايكلوتايدي بودند. دسته دوم داراي ساختار منظم سايكلوتايدي نبودند و تعداد نوكليوتيد‌هاي اين دو دسته از 485-413 متغير بود. اين اولــين گزارش در زمينه همسـانه سازي ژن هاي شبه سايكلوتايد در گرامينه ها بود و نشان داد كه ذرت تنوع بالايي از اين ژن ها دارد.

Cyclotides-like proteins are a family of small disulfide-rich and plant-derived peptides made up of ~30 amino acids. They contain a unique structural motif that consists of a head-to-tail cyclic backbone and knotted arrangement of three disulfide bonds, together referred to as the cyclic cystine knot (CCK). The cyclotides are antimicrobial circular peptides that have a variety of biological activities such as anti-HIV, anti-tumor, cytotoxic, hemolytic activity and etc. In current study, we have cloned new members of the cyclotide-like gene family from Zea Mays leaf cDNA using 3ʹRACE-PCR and specefic primers based on sequences found in a continuous region of homology present in EST database. Clones were randomly picked and sequenced. Nine cyclotide-like genes were identified. Phylogenetic analysis divided them in two separate classes; first class with length 300-500nt showed similarity with classical cyclotide-like genes in databases. In contrast the other class was very different with length 90-500nt and showed variations in number of disulfide bands. The cloning of these genes in maize showed that they are very diverse and may have important role in plant response to different stresses.