بررسی انحراف کدونی و تجزیه و تحلیل بیوانفورماتیکی توالی کد کننده ژن کالپاستاتین در پستانداران

کالپاستاتین از آنزیم های تشکیل دهنده سیستم پروتئولیتیک کالپاین است که این مجموعه پروتئینی پروتئولیتیک شامل پروتئازهای طبیعی وابسته به 2+Ca است و در شکل گیری، تجزیه بافت های عضلانی و تردی گوشت پس از کشتار موثر بوده و به عنوان یک ژن شاخص در ارتباط با راندمان رشد و کیفیت گوشت به حساب می آید. هدف از این مطالعه ارزیابی ساختار ژنی و پروتئینی کالپاستاتین با استفاده از ابزارهای بیوانفورماتیکی در چند گونه از پستانداران بوده است.
مواد و در این پژوهش توالی ناحیه کد کننده ژن و پروتئین کابپاستاتین در شش گونه پستاندار (انسان، موش، گاو، کژگاو، گوسفند و بز) مورد بررسی قرار گرفت. توالی های ژنی و پروتئینی از بانک ژن بازیابی شد و مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفتند. آنالیز همولوژی و همترازی، فیلوژنی، تنوع نوکلئوتیدی در طول ناحیه کد کننده این ژن و همچنین تنوع در کدون پایانی با استفاده از نرم افزارهای کلاستال امگا و مگا هفت انجام گرفت. برنامه های ساپما و پروتپارام برای بررسی همولوژی، تنوع اسیدهای آمینه و اسید آمینه انتهایی در ساختار پروتئینی، توالی های بازیابی شده از پایگاه داده ان سی بی آی، مورد استفاده قرار گرفتند. با استفاده از نرم افزار کدون دبلیو (نسخه 1.4.2) شاخص های ترجیح کدونی برآورد شد. مقدار شاخص سازگاری کدون در گونه کژگاو بالاترین (256/0) و در گونه گوسفند کمترین مقدار (236/0) را داشت. آنالیز ساختار پروتئنی کالپاستاتین نشان داد که در کل توالی های مورد پژوهش، آمینواسید لیزین با 623 جایگاه بیشترین و آمینواسید تریپتوفان با 5 جایگاه کمترین تکرار را در ساختمان این پروتئین داشتند. نسبت آمینواسیدهای قطبی به آمینواسیدهای غیر قطبی در این پروتئین 2 به 1 بود. مقدار گرایش کدونی مترادف یا کارکرد نسبی کدون های مترادف برای آمینواسیدهای سرین و آسپارتیک اسید به عنوان اسیدآمینه انتهایی در گونه های مختلف به ترتیب برابر با (38/1AGC=) و (01/1GAU=) محاسبه گردید. گونه گوسفند دارای بیشترین اسیدیته ایزوالکتریک و گونه بز در شاخص تعداد کدون های موثر دارای بیشترین مقدار بوده اند. آنالیز توالی آمینو اسیدی در زنجیره پروتئینی کالپاستاتین نشان داد که این پروتئین دارای بخش قابل توجه ا ی از آمینو اسیدهای آبگریز می باشد. با توجه به نقش بازدارندگی پروتئین کالپاستاتین روی فعالیت آنزیم کالپاین در عضلات و همچنین از آن جایی که بیشتر توالی کالپاین را آمینو اسیدهای آبدوست شکل داده اند، نشان از نقش به سزای این آمینو اسیدهای آبگریز برای فعالیت در مقابل بخش آبدوست کالپاین را دارد. آنالیز انحراف کدونی نشان داد که در بین گونه های مورد پژوهش، در گونه کژگاو شاخص ترجیح کدونی بیشتر از سایر گونه ها بوده و کارکرد کدون های بهینه در این گونه کارآمدتر از سایر گونه های مورد مطالعه نشان داده شد.