مدل سازی و تعیین ساختار و ویژگی‌های آنزیم‌های سیتوکروم p450 در قارچ بیمارگر حشرات بووریا بازیانا

سابقه و هدف: آنزیم‌های سیتوکروم p450 خانواده بزرگی از پروتین‌های دارای آهن هستند و نقش مهمی در متابولیسم ترکیبات مختلف دارند.قارچ بیمارگر حشرات، بووریا بازیانا نیز حاوی این آنزیم‌ها برای هدف‌گیری آلکان‌ها در حشرات است. هدف از این پژوهش، بررسی ویژگی‌ها و ساختار پروتینی هفت آنزیم سیتوکروم p450 در این قارچ و پیش‌بینی ساختار سه بعدی این آنزیم‌ها با روش‌ مدلسازی هومولوژی بود. مواد و روش‌ها: برای پیش‌بینی احتمال حضور و موقعیت سایت‌های برشی پپتیدهای سیگنال در توالی‌های اسید‌آمینه از برنامه signalp4.1 استفاده شد. برخی پارامترهای فیزیکی و شیمیایی پروتین‌های مورد نظر با برنامه protparam و مدل سازی در پایگاه modebase انجام شد. یافته‌ها: در تمامی توالی‌ها یک ناحیة حفاظت‌شده با حدود 200 اسیدآمینه‌ مرتبط با p450 شناسایی شد. این ناحیة حفاظت‌شده در توالی 45-96 تا حدود 477-520 قرار داشت. پروتئین‌های cyp539b5 و cyp52g11 پایدارند. cyp584q1 بیشترین و cyp617n1 کمترین میزان اسید‌آمینه آب دوست را داشت. از بین مدل های انتخاب شده مدلی که دارای کمترین ارزش e و بالاترین پوشش بود، به عنوان بهترین مدل انتخاب شد. cyp5337a1 و cyp52g11 فاقد مارپیچ و cyp617n1 دارای دو مارپیچ بود. تعداد اسیدهای‌آمینه تخمین‌زده‌شده در مارپیچ، در تمام موارد به جز cyp584q1، cyp5337a1 و cyp52g11 بیشتر از 18 بود. اما هیچ سیگنال پپتیدی شناسایی نشد. نتیجه‌گیری: در این تحقیق، برای اولین بار ساختار‌های سه بعدی هفت آنزیم سیتوکروم p450 در قارچ بووریا بازیانا مدل سازی شد. پایداری آنزیم‌ها و مقاومت آن‌ها در مقابل عوامل نامطلوب محیطی مانند دما و اشعة ماورای بنفش می‌تواند میزان بیمارگری قارچ را علیه آفات افزایش دهد.

Modeling and determining the structures and characteristics of cytochrome P450 enzymes in the entomopathogenic fungus, Beauveria bassiana

Background Objectives: Cytochrome P450 enzymes are a large family of proteins containing haem and play an important role in metabolism of various compounds. Entomopathogenic fungus, Beauveria bassiana also contains these enzymes for targeting insect alkanes. The aim of this study was to investigate the properties and protein structure of seven cytochrome P 450 enzymes in this fungus and to predict the three-dimensional structure of these enzymes by homology modeling method. Materials Methods: Predicting possible situations with intracellular helices was performed with the TMHMM program. SignalP4.1 program was used to predict the probability of the presence and location of shear sites of signal peptides in amino acid sequences. Some of the physical and chemical parameters of the proteins were performed with the ProtParam program. The modeling was conducted in the Modebase database. Results: In all sequences, a motif was identified and had about 200 amino acids that were related to P450. The motif was in the sequence of 96-45 to about 477-520. CYP539B5 and CYP52G11 proteins were stable. CYP584Q1 had the highest and CYP617N1 had the lowest hydrophilic acid of all. Among the selected models, the model with lowest e-value and the highest coverage was selected as the best model. CYP5337A1 and CYP52G11 lacked helix and CYP617N1 had two helices. Number of estimated amino acids in the helices, in all cases except CYP584Q1, CYP5337A1 and CYP52G11, was greater than 18. No signal peptide was detected. Conclusion: In this study, the modeled structures of seven cytochrome P450 enzymes were reported for the first time in the fungus B. bassiana. The enzymes’ stability and their resistance to adverse environmental factors such as temperature and UV can increase the fungal pathogenicity against the pests.