بررسی تاثیر چندشکلی‌های گیرنده هورمون لپتین بر روی تمایل اتصال آن‌ها به هورمون لپتین در گاوشیری به روش داکینگ مولکولی

اتصال هورمون لپتین به گیرنده اختصاصی خود (lr) اولین گام مسیر تاثیرگذاری آن بر عملکردهای تولیدی و تولیدمثلی در گاوشیری است. لذا یکی از مسیرهای تنظیمی عملکرد لپتین الگوی اتصال آن به lr می‌باشد. هدف از انجام مطالعه حاضر مقایسه چندشکلی‌های مختلف گیرنده لپتین از نظر ساختار سوم پروتئین و تمایل برهمکنش آن‌ها با لپتین در گاو شیری بود. برای این منظور توالی‌های آمینواسیدی مختلف lr از بانک ژن گرفته شد. چندشکلی‌های مختلف lr با آنالیز هم‌ترازی شناسایی و ساختارهای سوم مربوط به آن‌ها با استفاده از نرم‌افزار modeller پیش‌بینی گردید. ساختارهای پیش‌بینی شده با نرم افزار گرافیکی pymol 2.5.1 مشاهده و با استفاده از نمودار راماچاندران و نرم‌افزارهای provean و i-mutant  مورد ارزیابی قرار گرفتند. همچنین شاخص‌های مختلف فیزیکیوشیمیائی پروتئین‌های مدل شده مانند نقطه ایزوالکتریک، وزن مولکولی، تعداد دنباله‌های منفی و مثبت و مقدار gravy با استفاده از ابزار protparam در پایگاه expasy محاسبه گردید. در ادامه میزان تمایل لپتین به هر کدام از چندشکلی‌های lr با استفاده از تکنیک داکینگ مولکولی و بر پایه دو شاخص موقعیت فضائی و انرژی اتصال مورد ارزیابی قرار گرفت. براساس نتایج بدست آمده تنها دو چندشکلی (lr1 و lr2) در میان توالی‌های مورد مطالعه شناسائی شد و در آنها آمینواسید آرژنین جایگزین سرین شده است. تفاوتی در شاخص‌های فیزیکوشیمیائی بین دو چندشکلی مشاهده نشد. ارزیابی‌های نمودار راماچاندران و i-mutant  نشان دادند جایگزین شدن سرین با آرژنین به میزان محدودی ثبات lr2 را تحت تاثیر قرار می‌دهد با این وجود به حسب نتایج provean این تاثیرگذاری به حدی نمی‌باشد که ساختار و عملکرد آن را تحت تاثیر قرار دهد. نتایج داکینگ نشان داد میزان تمایل اتصال لپتین به lr1 در مقایسه با lr2  بیشتر می‌باشد و از دیدگاه تئوریک انتظار می‌رود lr1 عملکرد مناسب‌تری نسبت به lr2 در انتقال پیام لپتین داشته باشد. به طور کلی نتایج حاصل از این مطالعه می‌تواند نقش موثری در درک رابطه چندشکلی و فعالیت فیزیولوژیک داشته باشد.

considering the effect of leptin receptor (lr) polymorphisms on their binding affinity to leptin in dairy cow with docking method

binding of leptin to its specific receptor (lr) is the first step in its effect on production and reproductive functions in dairy. therefore, one of the main regulatory pathways of leptin function is its binding pattern to lr. the aim of this study was to compare the tertiary structure of different lr polymorphisms and their binding affinity to leptin in dairy cows. for this purpose, lr amino acid sequences were obtained from gene bank. firstly, polymorphisms were identified by alignment analysis. their related third structures were predicted by homology modeling technique using modeller software. the created structures were observed and evaluated using pymol 2.5.1 graphics software, ramachandran plot, provean and i-mutant softwars. also, different physico-chemical parameters of the modeled proteins such as isoelectric point, molecular weight, and number of negative and positive sequences and grand average of hydropathicity (gravy) were calculated using protparam tool in expasy database. then, the affinity of leptin to each of the lr polymorphism was evaluated using molecular docking technique based on binding energy and spatial position indices. based on the results, only two polymorphisms (lr1 and lr2) were identified among the studied sequences in which serine has been replaced by arginine. there was no difference in structural and physicochemical parameters between two polymorphisms. ramachandran and i-mutant diagram evaluations showed that serine replacement with arginine had a limited effect on lr2 stability. however, according to provean results, this effect is not sufficient to affect its structure and performance. docking results showed that the binding affinity of leptin to lr1 is higher compared to lr2 and from a theoretical point of view it is expected that lr1 will have a better performance than lr2 in transmitting leptin messages. in general, the results of this study can play an effective role in understanding the relationship between polymorphism and physiological activity.