metallophosphoesterases of chlamydomonas reinhardtii and analyses of their transcription levels under phosphate deficiency

Phosphorous (p) is an important macroelement for all organisms. however, there is a finite amount of p on earth, therefore, new enzymes and technologies are needed for better p use in agriculture. metallophosphoesterases are a large group of evolutionarily related proteins that are important in biotechnology. we found fourteen putative metallophosphoesterase (mpa) genes in the genome of chlamydomonas reinhardtii. our rt-pcr analyses showed that some of these genes were constitutively expressed, and some were upregulated under phosphate deficiency. these results and bioinformatic analyses suggest that two of the genes (mpa11 and mpa13) are transcribed in high levels and the putative polypeptides are predicted to be secreted to extracellular space, making them ideal to be used in biotechnological applications. phylogenetic analyses show that mpa11 and mpa13 are related to known phytases from plant species, suggesting mpa11 and mpa13 might have specific phytase activity. in light of these results, we discuss the potential of c. reinhardtii as a phytase producing organism for agricultural and industrial use.

متالوفسفواسترازهای(metallophosphoesterase) موجود در chlamydomonas reinhardtii و تجزیه و تحلیل سطوح رونویسی آنها تحت کمبود فسفات

فسفر (p) یک عنصر­ پر­مصرف مهم برای همه موجودات زنده است. با این حال، مقدار محدودی از فسفر روی زمین وجود دارد، بنابراین، برای استفاده بهتر از فسفر در کشاورزی، آنزیم‌ها و فناوری‌های نوین مورد نیاز است. متالوفسفواسترازها (mpa= metallophosphoesterase) گروه بزرگی از پروتئین های مرتبط با تکامل هستند که در بیوتکنولوژی مهم می باشند. ما چهارده ژن متالوفسفو استراز را در ژنوم chlamydomonas reinhardtii یافتیم.آنالیزهای rt-pcr ما نشان داد که برخی از این ژن‌ها به گونه­ای اساسی بیان شده­اند(constitutively expressed) و فعالیت برخی از آنها در کمبود فسفات افزایش می­یابد (upregulated). این نتایج و تجزیه و تحلیل‌های بیوانفورماتیک چنین اشاره دارد که دو ژن (mpa11 و mpa13) در سطوح بالایی رونویسی می‌شوند و پیش‌بینی می‌شود که پلی پپتیدهای احتمالی در فضای بیرونی سلول ترشح شوند، که در نتیجه آنها برای استفاده در کاربردهای بیوتکنولوژیکی ایده‌آل می‌شوند. تجزیه و تحلیل های فیلوژنتیک نشان می دهد که mpa11 و mpa13 با فیتازهای شناخته شده از گونه های گیاهی مرتبط هستند، که نشان می دهد mpa11 و mpa13 ممکن است فعالیت فیتاز خاصی داشته باشند. با توجه به این نتایج، ما استعداد و پتانسیل c. reinhardtii را به عنوان یک موجود تولید کننده فیتاز برای استفاده در کشاورزی و صنعت بحث می کنیم.