تعیین برخی از ویژگی‌های توالی اسید آمینة پروتئین اِنهانسین در باکولوویروس‌ها
محورهای موضوعی : ویروس شناسیمریم راشکی 1 * , مجتبی مرتضوی 2 , ما. کریستینا دل رینکو-کاسترو 3
1 - گروه تنوع زیستی، پژوهشکده علوم محیطی، پژوهشگاه علوم و تکنولوژی پیشرفته و علوم محیطی، دانشگاه تحصیلات تکمیلی صنعتی و فناوری پیشرفته، کرمان، ایران.
2 - گروه بیوتکنولوژی، پژوهشکده علوم محیطی، پژوهشگاه علوم و تکنولوژی پیشرفته و علوم محیطی، دانشگاه تحصیلات تکمیلی صنعتی و فناوری پیشرفته، کرمان، ایران.
3 - گروه علوم غذایی و کارشناسی ارشد علوم زیستی، بخش علوم زیستی، دانشگاه گواناخواتو، ایراپواتو، گوآناخوآتو، مکزیک.
کلید واژه: توالی اسید آمینه, باکولوویرید, اِنهانسین, آماره¬های فیزیکو شیمیایی. ,
چکیده مقاله :
سابقه و هدف: در میان تمام ویروس‌های شناخته‌شده‌ی بیماری‌زای حشرات، بیشترین مطالعات مربوط به باکولوویریدها است. یکی از پروتئین‌های موجود در باکولوویروس‌ها، اِنهانسین نام دارد. این پروتئین تجزیه پروتئین‌ها، به‌ویژه موسین، را در غشای اطراف غذای حشرات تسهیل می‌کند و نفوذپذیری باکولوویروس‌ها را افزایش می‌دهد.
مواد و روش‌ها: بر اساس درخت فیلوژنتیکی ۶۷ توالی اسید آمینه‌ای آنزیم اِنهانسین، نه توالی انتخاب شد. ویژگی‌های فیزیکوشیمیایی توالی‌ها با استفاده از سرور پروت پارام اکسپنسی بررسی شد. ویژگی‌هایی مانند پایداری، نقطه ایزوالکتریک، گراوی، زنجیره‌های آلیفاتیک و ضریب جذب نور مورد بررسی قرار گرفت.
یافته‌ها: در این تحقیق، شاخص ناپایداری پروتئین‌های انتخاب‌شده کمتر از ۴۰ بود که پیش‌بینی‌کننده پایداری پروتئین است. نقطه ایزوالکتریک بزرگتر از هفت، ماهیت قلیایی پروتئین را اثبات می‌کند. در این مطالعه، نقاط ایزوالکتریک پروتئین‌های انتخاب‌شده کمتر از هفت بود. حداقل و حداکثر مقادیر گراوی در توالی‌های اسید آمینه HaGV مشاهده شد. شاخص آلیفاتیک با پایداری حرارتی پروتئین‌ها مرتبط است و محدوده شاخص آلیفاتیک برای پروتئین‌های انتخاب شده بین 67/82 تا 77/100 است. ضریب جذب نور، میزان نوری را که یک پروتئین در طول موج خاصی جذب می‌کند، نشان می‌دهد.
نتیجه‌گیری: این اندازه‌گیری، زمان خالص‌سازی را با نظارت بر پروتئین با اسپکتروفتومتر تخمین می‌زند. با توجه به نقش اِنهانسینها در افزایش اثربخشی باکولوویروس‌ها به عنوان عوامل کنترل بیولوژیکی، پیش‌بینی ساختارهای سه‌بعدی هر نه پروتئین انانسین برای شناسایی پروتئین‌هایی که ممکن است بیشترین فعالیت را علیه حشرات نشان دهند، ضروری است.
Background & Objectives: Among all known entomopathogenic viruses, the most extensively studied ones are related to Baculoviridae. One protein found in baculoviruses is called enhancin. This protein facilitates the breakdown of proteins, particularly mucin, in the peritrophic membrane of insects and enhances the permeability of baculoviruses.
Materials & Methods: Based on the phylogenetic tree of the 67 amino acid sequences of the enhancin enzyme, nine sequences were selected. The physicochemical characteristics of the sequences were studied using the ProtParam Expasy server. Features such as stability, isoelectric point, Gravy, aliphatic chains, and light absorption coefficient were studied.
Results: In this research, the instability index of the selected proteins was less than 40, a predictor of protein stability. An isoelectric point greater than seven proves the alkaline nature of the protein. In this study, the isoelectric points of the selected proteins were found to be below seven. The minimum and maximum GRAVY values were observed in the amino acid sequences of HaGV. The aliphatic index is associated with the thermal stability of proteins, with the aliphatic index range for the selected proteins being between 82.67 and 100.77. The light absorption coefficient indicates the amount of light a protein absorbs at a specific wavelength.
Conclusion: This measurement estimates purification time by monitoring protein with a spectrophotometer. Considering the role of enhancins in boosting the effectiveness of baculoviruses as biological control agents, predicting the three-dimensional structures of all nine enhancin proteins is essential for identifying those that may exhibit the highest activity against insects.
1- Jehle JA, Blissard GW, Bonning BC, Cory JS, Herniou EA, Rohrmann GF, Theilmann DA, Thiem SM, Vlak JM. On the classification and nomenclature of baculoviruses: a proposal for revision. Arch Virol. 2006; 151: 1257-1266.
2- van Oers MM, Vlak JM. Baculovirus Genomics. Current Drug Targets. 2007; 8: 1051-1068.
3- Del Rincón-Castro, MaC, Ibarra, JE. Entomopathogenic viruses. In: Biological control of insect pests, Rosas N, editor, 1st edition, Studium Press LLC, USA; 2011.
4- Wang M, Hu Z. Cross-talking between baculoviruses and host insects towards a successful infection. Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences, 2019; 374: 20180324.
5- Hoover K, Humphries MA, Gendron AR, Slavicek JM. Impact of viral enhancin genes on potency of Lymantria dispar nucleopolyhedrovirus in L. dispar following disruption of the peritrophic matrix. J Inverteb Pathol. 2010; 104:150-152.
6- Slavicek JM, Popham HJ. The Lymantria dispar nucleopolyhedrovirus enhancins are components of occlusion-derived virus. J Virol. 2005; 79: 10578-88.
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 M, editors. Molecular virology. Rijeka, Croatia: InTech; 2012: 147-155.
9- Rashki M, Mortazavi M. Examination of nucleotide and amino acid sequences of enhancin enzyme in baculoviruses. Journal of Microbial World, 2023; 16 (3): 219 - 231.
10- Gasteiger E, Hoogland C, Gattiker A, Duvaud S, Wilkins MR, Appel RD, Bairoch A. Protein identification and analysis tools on the ExPASy server. In: Walker M, editor. The proteomics protocols Handbook. Humana press; 2005: 571-607.
11- Crooks GE, Hon G, Chandonia JM, Brenner SE. WebLogo: a sequence logo generator. Genome Res. 2004:14(6): 1188-1190.
12- Kyte J, Doolittle RF. A simple method for displaying the hydropathic character of a protein. Journal of Molecular Biology, 1982; 157 (1): 105-132.
13- Murphy GJP, Murphy G, Reynolds JJ. The origin of matrix metalloproteinases and their familial relationships. FEBS Lett. 1991; 289: 4-7.
14- Bischoff DS, Slavicek, JM. Molecular analysis of an enhancin gene in the Lymantria dispar nuclear polyhedrosis virus. J. Virol. 1997; 71: 8133-8140.
15- Del Rincón-Castro, MaC, Ibarra JE. Effect of a nucleopolyhedrovirus of Autographa californica expressing the enhancin gene of Trichoplusia ni granulovirus on T. ni larvae. Biocontrol Science and Technology, 2005; 15(7): 701-710.
16- Peng J, Zhong J, Granados RR. A baculovirus enhancin alters the permeability of a mucosal midgut peritrophic matrix from lepidopteran larvae. J Insect Physiol. 1999; 45:159-166.
17- Wang P, Granados RR. An intestinal mucin is the target substrate for a baculovirus enhancin. Proc Natl Acad Sci, USA, 1997; 94: 6977-6982.
18- Lepore LS, Roelvink PR, Granados RR. Enhancin, the granulosis virus protein that facilitates nucleopolyhedrovirus (NPV) infections, is a metalloprotease, 1996; 68(2):131-40.
19- Ferrelli ML, Salvador R. Effects of mixed baculovirus infections in biological control: a comprehensive historical and technical analysis. 2023; 15(9): 1838.