بررسی توالی‌هاي نوکلئوتیدی و اسید‌آمینه‌ای آنزیم اِنهانسین در باکولوویروس‌ها
بررسی توالی‌هاي نوکلئوتیدی و اسید‌آمینه‌ای آنزیم اِنهانسین در باکولوویروس‌ها
الموضوعات :
مریم راشکی
1
(تنوع زیستی، پژوهشکده علوم محیطی، پژوهشگاه علوم و تکنولوژی پیشرفته و علوم محیطی، دانشگاه تحصیلات تکمیلی صنعتی و فناوری پیشرفته، کرمان)
مجتبی مرتضوی
2
(گروه بیوتکنولوژی، پژوهشکده علوم محیطی، پژوهشگاه علوم و تکنولوژی پیشرفته و علوم محیطی، دانشگاه تحصیلات تکمیلی صنعتی و فناوری پیشرفته،)
الکلمات المفتاحية: اِنهانسین, باکولوویروس, پردة دور غذا, کدون, نرم‌افزار,
ملخص المقالة :
سابقه و هدف: يكي از گروه‌های ژنی مهم كه در برخی از باکولوویروس‌های بیمارگر حشرات حفاظت‌شده‌اند، ژن‌های ̗انهانسین هستند. در تحقیق حاضر، توالی‌های نوکلئوتیدی و پروتئینی انهانسین و روابط فیلوژنتیک میان آن‌ها همراه با تجزیه‌و‌تحلیل کدونی توالی‌های نوکلئوتیدی و نواحی حفاظت‌شده با استفاده از پایگاه‌های محاسباتی بررسی‌شد. مواد و روش‌ها: شصت و هفت توالي نوکلئوتیدی و اسید‌آمینه‌ای مربوط به ژن ̗انهانسین از بانک‌ژن استخراج و برای رسم درخت فیلوژنتیکی بر مبنای روش حداکثر احتمال استفاده‌شد. توالی‌های نوکلئوتیدی مربوط به نُه ژن منتخب برای بررسی فراوانی کدون‌ها انتخاب و از پایگاه سکوئنس مانیپیولیشن سوئیت استخراج شدند. برای مشاهده نواحی حفاظت‌شده در توالی‌های اسید‌آمینه‌ای از سایت موتیف‌سرچ استفاده شد. یافته‌ها: درخت رسم‌شده بر اساس توالی‌های نوکلئوتیدی و اسید‌آمینه‌ای، به ترتيب دو و سه گروه اصلی را به نمایش‌گذاشت. توالي‌هاي آگروتیس سگتومگرانولوویروس، اپروفترا بروماتا نوکلئو‌پلی‌هدر‌ویروس و كوريستونورا فوميفرانا مالتيپل نوکلئو‌پلی‌هدرو‌ویروس هر كدام در گروه مجزاي خود قرار‌داشتند. در تمام نه توالی نوکلئوتیدی منتخب، کدون‌های فراوان‌تر شامل ATG و TGG بودند که به ترتیب مربوط به اسید‌‌آمینه‌های متیونین و تریپتوفان هستند. در توالی‌های اسید آمینه‌ای، توالی حفاظت‌شدة HEXXH مشخص‌شد. توالی‌های حفاظت نشدة متناظر HAISF، HCMAE، QTLGD، HQXXH و HVXXH در برخی مشاهده‌شدند. نتیجه‌گیری: از آنجا که تولید و ترشح هر چه بیشتر آنزیم انهنسين می‌تواند برای افزایش فعالیت حشره‌کشی باکولوویروس‌ها استفاده شود و بصورت تجاری برای کنترل آفات بکار‌رود، مطالعات بیوانفورماتیک برای پیش‌بینی ویژگی‌های نوکلئوتیدی و اسید‌آمینه‌ای پروتئین‌های مذکور در این زمینه بویژه با تولید باکولوویروس‌های نو‌ترکیب می‌تواند بسیار راه‌گشا‌باشد.
References
1. van Oers MM, Vlak JM. Baculovirus Genomics. Curr Drug Targets. 2007; 8: 1051-1068.
2. Vlak JM. The biology of baculovirus in vivo and in cultured insect cells. In: Vlak JM, Schlaeger EJ, Bernard AR, editors. Baculovirus and recombinant protein production processes. Editiones Roche. Interlakend, Switzerland;1992: 2-10.
3. Tinsley TW, Kelly, DC. Taxonomy and nomenclature of insect pathogenic viruses. In: Maramorosh K, Sherman KE, editors. Viral insecticides for biological control. Academic Press. Orlando, Florida; 1985: 3-25.
4. Del Rincon MC, Ibarra JE. Entomopathogenic viruses. In: Rosas N, editor. Biological Control of Insect Pests. 1st ed. USA. Studium Press LLC; 2011: 29-64.
5. Wang M, Hu Z. Cross-talking between baculoviruses and host insects towards a successful infection. Phil Trans R Soc B. 2019; 374: 20180324.
6. Sugiura N, Ikeda M, Shioiri T, Yoshimura M, Kobayashi M, Watanabe H. Chondroitinase from baculovirus Bombyx mori nucleopolyhedrovirusand chondroitin sulfate from silkworm Bombyx mori. Glycobiology; 2013; 23: 1520–1530.
7. Herniou EA, Jehle JA. Baculovirus phylogeny and evolution. Curr Drug Targets. 2007; 8:1043-1050.
8. Slavicek JM. Baculovirus enhancins and their role in viral pathogenicity. In: Adoga, Moses, editors. Molecular virology. Rijeka, Croatia: InTech; 2012: 147-155.
9. Miller LK. Introduction to the Baculoviruses. In: Miller LK, editor. The Baculoviruses. New York, Plenum; 1997: 1-6.
10. Dix DB, Thompson RC. Codon choice and gene expression: synonymous codons differ in translational accuracy. Proc Natl Acad Sci U S A. 1989; 86: 6888-92.
11. Huson DH, Bryant D. Application of phylogenetic networks in evolutionary studies. Mol Biol Evol. 2006; 23(2): 254-267.
12. Saitou N, Nei M. The neighbor-joining method: a new method for reconstructing phylogenetic trees. Mol Biol Evol. 1987; 4(4):406-25.
13. Kumar S, Stecher G, Tamura K. MEGA7: molecular evolutionary genetics analysis version 7.0 for bigger datasets. Mol Biol Evol. 2016; 33(7): 1870-1874.
14. Stothard P. The sequence manipulation suite: JavaScript programs for analyzing and formatting protein and DNA sequences. Biotechniques. 2000; 28(6): 1102-1104.
15. Nguyen LT, Schmidt HA, Von Haeseler A, Minh BQ. IQ-TREE, A fast and effective stochastic algorithm for estimating maximum-likelihood phylogenies. Mol Biol Evol. 2015; 32: 268-274.
16. Katoh K, Standley DM. MAFFT multiple sequence alignment software version 7: improvements in performance and usability. Mol Biol Evol. 2013; 30: 772-780.
17. Maddison W, Maddison D. Mesquite: a modular system for evolutionary analysis. Version 3.10. 2015; Avaliable from: http://mesquiteproject.
18. Crooks GE, Hon G, Chandonia JM, Brenner SE. WebLogo: a sequence logo generator. Genome Res. 2004; 14(6): 1188-1190.
19. Jehle JA, Lange M, Wang H, Zhihong H, Wang Y, Hauschild R. Molecular identification and phylogenetic analysis of baculoviruses from Lepidoptera. Virology. 2006; 346: 180-193.
20. Wang P, Granados RR. An intestinal mucin is the target substrate for abaculovirus enhancin. Proc Natl Acad Sci. USA. 1997; 94:6977-6982.
21. Hashimoto Y, Corsaro BG, Granados RR. Location and nucleotide sequence of the gene encoding the viral enhancing factor of the Trichoplusia ni granulosis virus. J Gen Virol. 1991; 72:2645-2651.
22. Read TD, Peterson SN, Tourasse N, Baillie LW, Paulsen IT, et al. The genome sequence of Bacillus anthracis Ames and comparison to closely related bacteria. Nature. 2003; 423:81–86.
23. Popham HJ, Bischoff DS, Slavicek JM. Both Lymantria dispar Nucleopolyhedrovirus Enhancin Genes Contribute to Viral Potency. J Virol. 2001; 75: 8639–8648.
24. Harrison RL. Genomic sequence analysis of the Illinois strain of the Agrotis ipsilon multiple nucleopolyhedrovirus. Virus Genes. 2009; 38:155–170.
25. Ignoffo CM, Garcia C. Aromatic/Heterocyclic amino acids and the simulated sunlight-ultraviolet inactivation of the Heliothis/ Helicoverpa baculovirus. Environ Entomol. 1995; 24(2): 480-482.
26. Bannach C, Buck DR, Bobby G, Graves LP, Li S, Chambers AC, Gan E, Arinto-Garcia R, Possee RD, KingL A. Optimizing recombinant baculovirus vector design for protein production in insect cells. Processes. 2021; 9(12): 2118.
27. Novoa EM, de Pouplana RL. Speeding with control: codon usage, tRNAs, and ribosomes. Trends Genet. 2012; 28(11): 574-581.
28. Sosa-Gomez DR, Morgado FS, Correa RF T, SilaL A, Ardisson-Araju DMP, Rodrigues BMP, Oliveira EE, Aguiar RWS, Ribeiro BM. Entomopathogenic viruses in the Neotropics: current status and recently discovered species. 2020. Neotrop Entomol. https://doi.org/10.1007/s13744-020-00770-1.
29. Kumar KK, Sridhar J, Murali-Baskaran RK, Senthil-Nathan S, Kaushal P, Dara SK, Arthurs S. Microbial biopesticides for insect pest management in India: current status and future prospects. J Invertebr Pathol. 2019; 165:74–81.
