مطالعه بیوانفورماتیکی پروتئین کینازهای وابسته به کلسیم (cpk) در گیاه آلوروپوس لیتورالیس (aeluropus littoralis l.)

پروتئین کیناز وابسته به کلسیم (cpk) به عنوان عضوی از ابرخانواده کینازهای ser/thr، نقشی حیاتی در پاسخ و سازگاری به تنش‌ دارد. گیاه هالوفیت، aeluropus littoralis، به عنوان یک مدل ارزشمند برای بهبود منابع ژنتیکی گیاهان زراعی و تحقیقات ژنومیکس تنش مورد توجه می‌باشد. به منظور شناسایی خانواده ژنی cpk در گیاه آلوروپوس لیتورالیس (alcpk)، از داده‌های ژنومی برای تجزیه و تحلیل روابط فیلوژنتیک، ساختار اگزون/ اینترون، سازماندهی موتیف‌ها/ دامنه‌ها و پیش‌بینی شبکه‌های برهم‌کنش پروتئین پروتئین استفاده شد. 14 ژن alcpk در این گیاه شناسایی شد که از همولوژی بالایی با نه ژن آرابیدوپسیس تالیانا برخوردار بودند. بررسی اعضای خانواده ژنی alcpk در پایگاه‌های اختصاصی دمین نشان داد که همه ژن‌های مورد بررسی (به‌جز alcpk29.2) با توجه به دارا بودن چند دمین efhand و kinase به خانواده ژنی cpk تعلق دارند. پروتئین alcpk29.2 دارای کمترین وزن مولکولی و شاخص آلیفاتیک، بیشترین شاخص ناپایداری و هیدروپاتی در بین پروتئین‌های مورد بررسی بوده است. تجزیه و تحلیل ساختار ژنی نشان داد که بیشتر alcpk‌ها ( 8/69 %) بیش از هفت اگزون برخوردارند. پروتئین alcpk8 دارای دو موتیف میریستویلاسیون و دو موتیف پالمیتوئیلاسیون بود، پروتئین cpk34.1 فاقد موتیف میریستویلاسیون و پالمیتوئیلاسیون و پروتئین alcpk5.1 دارای سه موتیف پالمیتوئیلاسیون می‌باشد. بیان مقایسه‌ای 34 عضو خانواده ژنی atcpk در پنج تنش غیرزنده نشان داد که اعضای خانواده ژنی در سطوح مختلف کنترل و تنش از بیان متفاوتی برخوردار بودند که می‌تواند دلیلی بر بیان بافت اختصاصی و البته تنش اختصاصی اعضای این خانواده ‌باشد. ژن abf4 به عنوان یکی از اجزای پیام‌رسان aba، در بررسی تعاملات پروتئینپروتئین اعضای خانواده alcpk شناسایی گردید. نتایج این تحقیق می‌تواند در مطالعات بیان ژن‌های alcipk تحت تنش‌های غیرزیستی مختلف به منظور شناسایی عملکردها و سازکارهای پاسخ‎ به تنش سودمند باشد.

Bioinformatics analysis of calcium-dependent protein kinase (CPK) in Aeluropus littoralis L.

Calciumdependent protein kinase (CPK), as a member of Ser/Thr kinases superfamily, plays a vital role in responding and adapting to biotic and abiotic stresses. The halophyte plant, Aeluropus littoralis, has been considered an attractive model to improve genetic resources of crops and plant stress genomic research. In order to identify the A. littoralis CPK gene family, the whole genome sequences were used to analyze the phylogenetic relationships, exon/intron structure, protein motif/domain organization and the prediction of proteinprotein interaction networks. Fourteen AlCPK genes were identified in A. littoralis that were homologous to nine Arabidopsis thaliana CPK genes. The protein domain analysis of AlCPK showed that all studied genes belong to the CPK family due to having several EFhand (except for AlCPK29.2, which does not have an EFhand domain) and Kinase domains. AlCPK29.2 protein had the lowest molecular weight and aliphatic index, the highest instability index and gravy among the studied proteins. Gene structure analysis showed that most of AlCPKs (69.8%) have more than seven exons. Besides, AlCPK8 protein was predicted with two Nmyristoylation and two palmitoylation motifs, while CPK34.1 protein lacked Nmyristoylation, and palmitoylation motif and AlCPK5.1 protein had three palmitoylation motifs. Transcriptome analysis of 34 members of the AtCPK gene family in five abiotic stresses showed that AtCPK genes had diverse expression at different treatments, which could be evidence for AtCPK tissue/ stressspecific expression. The ABF4 gene was identified as one of the components of ABA signaling in AlCPK proteinprotein interactions. The findings of this research can be used to classify the roles and pathways of the stress response by studying AlCIPK gene expression under different abiotic stresses.