آنالیز ژنتیکی ژنهای پپتید سنتتاز (‏NRPSs‏) در بیوسنتز محصولات طبیعی سیانوباکتری های دریاچه ‏لواسان

‏ سیانوباکتری ها، کاندیدای خوبی برای کشف محصولات طبیعی با کاربرد در صنایع داروسازی هستند. امروزه، عمده ‏متابولیتهای بیواکتیو جدا شده از سیانوباکتری ها به صورت پلی کتیدی ، پپتیدهای غیر ریبوزومی و یا هیبریدی از این دو ‏هستند. به رغم مطالعات بسیار در زمینه پراکنش ژنهای ‏NRPS، هیچکدام از آنها در زمینه سویه های سیانوباکتریایی دریاچه ‏لواسان نبوده است. بنابراین، هدف از این مطالعه بررسی همبستگی بین حضور این ژنها با سنتز ترکیبات طبیعی است.‏

در این مطالعه، ده سیانوباکتری آب شیرین از دریاچه لواسان بر اساس توالی ژن ‏‎16SrRNA‎‏ شناسایی شدند. ‏PCR‏ ژن ‏NRPS‏ با استفاده از تکنیکهای مولکولی به منظور آنالیز فیلوژنتیک ژنهای مسئول برای تولید متابولیتهای ثانویه انجام ‏شد. به منظور پیشگویی ترکیب پپتیدی، اسید آمینه فعال شده و توالی های امضای مودول آدنیلیشن ‏NRPS‏ از نرم افزارهای ‏بیوانفورماتیک استفاده گردید. آزمایشات غربال گری آنتی بیوگرام با استفاده از روش دیسک انجام گردید. 

نتایج نشان داد که ژنهای ‏NRPS‏ در همه سویه های مطالعه شده موجودند. به علاوه، نتایج حاصل از تجزیه و تحلیل های ‏بیوانفورماتیک، نوع ترکیب طبیعی، توالی های امضا و پیشگویی اسید آمینه فعال شده را نشان داد. خوشه بندی توالی های ‏پروتئینی ‏NRPS‏ نشان داد که هیچ همبستگی فیلوژنتیکی مشخصی بین دمین های آدنیلیشن و نوع اسید آمینه فعال شده وجود ‏ندارد و این نشان از تنوع بالا درون دمین های آدنیلیشن است. علاوه بر آن، نتایج حاصل از آزمایشات آنتی بیوگرام، همبستگی ‏مثبتی بین حضور این ژنها و فعالیت آنتی میکروبی را نشان داد.

آنالیز توالی ها نشان داد که آنزیم های رمزگزاری کننده این ژن ها احتمالا مسئول تولید متالبولیتهای ثانویه ‏جدید مانند آنتی بیوتیکها هستند. نتایج حاصل از مطالعه حاضر نشان می دهد که سیانوباکتری های آب شیرین ایران، منبع ‏قابل قبولی برای تولید ترکیبات دارویی هستند. ‏