جداسازی ژن cfs (cheilanthifoline synthase) از مامیران کبیر و بررسی الگوی بیانی آن تحت تاثیر نانوذرات ceo2 و tio2

آنزیم (cfs)cheilanthifoline synthase  از اعضاء خانواده پروتئینیcyp719 ، در مراحل تبدیل آنزیمی رتیکولین به سنگوئینارین در گیاهان فعالیت می کند. سنگوئینارین یک آلکالوئید بنزوفنانتریدین می باشد که به طور گسترده در گیاهان خانواده پاپاوراسه، فاماریاسه و روتاسه یافت می شود. در پژوهش حاضر، cdna کدکننده cfs از ریشه گیاه مامیران کبیر جداسازی شد. در بررسی توالی جداسازی شده، شناسایی ناحیه آروماتیک، ناحیه متصل شونده به گروه هم و موتیف حفاظت شده exxr در ناحیه مارپیچk  تایید کننده تعلق آنزیم cfs به خانواده پروتیینی سیتوکروم p450 بود. الگوی تغییرات بیانی ژن‌ cfs در ریشه، ساقه و برگ مامیران تیمار شده با نانوذره های دی‌اکسید‌سریم و دی‌اکسید‌تیتانیوم در زمان‌ها و غلظت های مختلف مورد ارزیابی قرار گرفت. در گیاهان تیمار شده با دی اکسید سریم، بیشترین میزان بیان ژن cfs 72 ساعت پس از محلول پاشی 100 میلی‌گرم د ر لیتر در اندام ریشه و کمترین میزان بیان در ساقه مشاهده گردید. در محلول‌پاشی گیاهان با نانوذره دی‌اکسید‌تیتانیوم، زمان  48 ساعت پس از محلول پاشی 1000 میلی‌گرم د ر لیتر بیشترین افزایش بیان ژن cfs در ریشه را نشان داد و نیز کمترین میزان بیان در ساقه مشاهده گردید. نتایج این تحقیق نشان دهنده افزایش رونویسی ژن cfs در پاسخ به نانوذره های دی اکسیدتیتانیوم و دی اکسیدسریم در مامیران کبیر می باشد؛ بنابراین اطلاعات بدست آمده از ساختار ژن و نیز موثر بودن محرک های مورد استفاده می تواند در راستای افزایش میزان آلکالویید سنگوئینارین از طریق مهندسی متابولیک مفید واقع گردد. 

isolation of cfs (cheilanthifoline synthase) gene from chelidonium majus and investigation of its expression pattern under ceo2 and tio2 nanoparticles

the enzyme cheilanthifoline synthase (cfs), a member of the cyp719 protein family, is involved in the enzymatic conversion of reticulin to sanguinarine in plants. sanguinarine is a benzophenanthridine alkaloid that is widely found in plants of the family papaveraceae, famariaceae and rotaceae. in the present study, the cdna coding cfs was isolated from the roots of chelidonium majus. in the sequence analysis, the identification of the aromatic region, the binding region to hem group, and the exxr conserved motif in the k helix confirmed the cfs enzyme belonging to the cytochrome p450 protein family. the expression pattern of cfs gene was evaluated in roots, stems and leaves of chelidonium majus treated with cerium dioxide and titanium dioxide nanoparticles at different times and concentrations. in plants treated with cerium dioxide, the highest expression of cfs gene was observed 72 hours after foliar spray of 100 mg/l in root and the lowest expression was observed in stem. in foliar spray of plants with titanium dioxide nanoparticles, 48 ​​hours after spray of 1000 mg/l, the highest expression increase of cfs gene showed in the root and the lowest expression was observed in the stem. the results of this study indicate an increase in transcripts of cfs gene in response to titanium dioxide and sodium dioxide nanoparticles in chelidonium majus; therefore, the obtained information from gene structure and the effectiveness of used elicitors can be useful in increasing the amount of sanguinarine alkaloid through metabolic engineering.