بررسی تاثیر چندشکلی‌های گیرنده هورمون لوتئینه‌کننده بر تمایل اتصال آن‌ها بههورمون لوتئینه‌کننده در گاوشیری به روش داکینگ مولکولی

سابقه و هدف:هورمون لوتئینه‌کننده از جمله هورمون‌های مهم تولیدمثلی است که از لب پیشین هیپوفیز تراوش می شود و نقش کلیدی در تنظیم چرخه فحلی، بلوغ فولیکول‌های تخمدانی، تخمک‌ریزی، تشکیل جسم زرد، توسعه جسم زرد و نگهداری آن دارد. انتقال پیام هورمون لوتئینه‌کننده از طریق اتصال آن به گیرنده‌های برون سلولی صورت می‌گیرد به طوریکه هورمون لوتئینه‌کننده بعد از اتصال به گیرنده خود از طریق فعال سازی پیامبر ثانویه آدنوزین مونو فسفات حلقه ای منجر به فعال شدن زنجیره آبشاری درون سلولی و در نهایت بیان پروتئین‌ها و آنزیم‌های مخصوص می‌گردد. لذا برهمکنش هورمون لوتئینه‌کننده با گیرنده اختصاصی خود یک از گام‌های کلیدی در مسیر بلوغ فولیکولی و تخمک‌گذاری آن‌ها است. چندشکلی و ایزوفروم‌های مختلف گیرنده هورمون لوتئینه‌کننده از جمله تغییرات ژنتیکی می‌باشند که می‌توانند بر روی عملکرد هورمون لوتئینه‌کننده و متعاقبا بازدهی تولیدمثلی تاثیر گذار باشند. هدف از انجام این پژوهش مقایسه چندشکلی‌های مختلف هورمون لوتئینه‌کننده از نظر ساختار سوم پروتئینی و تمایل برهمکنش آن‌ها با هورمون لوتئینه‌کننده در ’گاو شیری بود. مواد و روش‌ها: به منظور انجام پژوهش توالی‌های اسید آمینه گیرنده هورمون لوتئینه‌کننده از بانک ژن گرفته شد. در ابتدا چندشکلی‌ها با آنالیز هم ترازی شناسائی شدند. ساختارهای سوم مربوط به آنها با روش همولوژی مدلینگ و با استفاده از نرم افزار مدار پیش‌بینی شد. ساختارهای ایجاد شده با استفاده از نرم افزار گرافیکی پایمول و نمودار راماچاندران مورد مشاهده و ارزیابی قرار گرفتند. همچنین شاخص‌های مختلف فیزیکی-شیمیائی پروتئین‌های مدل شده مانند نقطه ایزوالکتریک، وزن مولکولی، تعداد دنباله‌های منفی و مثبت و میزان آبگریزی با استفاده از ابزارprotparam در پایگاه expasy محاسبه گردید. در ادامه میزان تمایل هورمون لوتئینه‌کننده به هر کدام از چندشکلی‌های گیرنده خود با استفاده از تکنیک داکینگ مولکولی و بر پایه دو شاخص موقعیت فضائی و انرژی اتصال مورد ارزیابی قرار گرفت.یافته‌ها: براساس نتایج بدست آمده تنها دو چندشکلی (نوع1 و نوع 2) در میان توالی‌های مورد مطالعه شناسائی شد. مدل‌های ایجاد شده برای دو چندشکلی‌ از کیفیت مناسبی برخوردار بودند و تفاوتی در شاخص‌های ساختاری و فیزیکوشیمیائی بین آن‌ها مشاهده نشد. نتایج داکینگ نشان داد علی‌رغم تفاوت انرژی اتصال کل در دو چندشکلی، این تفاوت را نمی‌توان به جایگزینی آمینواسیدی ارتباط داد و احتمالا این اختلاف مرتبط با تفاوت جزئی در جهت‌گیری هورمون لوتئینه‌کننده نسبت به چندشکلی‌های هورمون نوع 1 و نوع 2 می‌باشد. بخش زیادی ازاسید آمینه های درگیر در پیوند هیدروژنی در برهم کنش هورمون لوتئینه‌کننده با چند شکلی های نوع 1 و نوع 2 مشابه بودند. نتیجه‌گیری: به طور کلی نتایج حاصل از این مطالعه می‌تواند نقش موثری در درک رابطه چندشکلی گیرنده هورمون لوتئینه‌کننده و فعالیت فیزیولوژیک ناشی از آن داشته باشد.

Considering the effect of luteinizing hormone receptor (LHR) polymorphisms (LHR) on their binding affinity to LH in dairy cows with the docking method

Abstract Background and objectives: Luteinizing hormone (هورمون لوتئینه‌کننده) is one of the most important reproductive hormones that is secreted by the anterior pituitary gland and plays a key role in regulating the estrous cycle, maturation of ovarian follicles, ovulation, corpus luteum formation, corpus luteum development and maintenance. The هورمون لوتئینه‌کننده message is transmitted through by binding it to its extracellular receptors, so that after binding to its own receptor (هورمون لوتئینه‌کنندهR), هورمون لوتئینه‌کننده activates the intracellular cascade chain by activating the secondary messenger cAMP, and ultimately the expression of specific proteins and enzymes. Therefore, the interaction of luteinizing hormone (هورمون لوتئینه‌کننده) with its specific receptor (هورمون لوتئینه‌کنندهR) is one of the key steps in the path of follicular maturation and ovulation. Polymorphisms and هورمون لوتئینه‌کنندهR splicing are among the genetic changes that can affect هورمون لوتئینه‌کننده function and consequent reproductive efficiency.The aim of this study was to compare the tertiary structure of different هورمون لوتئینه‌کنندهR polymorphisms and their binding affinity to هورمون لوتئینه‌کننده in dairy cows. Materials and methods: For this purpose, هورمون لوتئینه‌کنندهR 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 and Ramachandran plot. Also, different physicochemical 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 هورمون لوتئینه‌کننده to each of the هورمون لوتئینه‌کنندهR polymorphism was evaluated using molecular docking technique based on binding energy and spatial position indices. Results: Based on the results, only two polymorphisms (هورمون لوتئینه‌کنندهR1 and هورمون لوتئینه‌کنندهR2) were identified among the studied sequences. The predicted models for the two polymorphisms have a good quality and there was no difference in structural and physicochemical parameters between them. Docking results showed that, despite the difference in total binding energy between the two polymorphisms, this difference could not be attributed to amino acid substitution and this difference is probably related to an orientation of the هورمون لوتئینه‌کننده relative to the هورمون لوتئینه‌کنندهR1 and هورمون لوتئینه‌کنندهR2. Most of the amino acids that were involved in hydrogen bonding were similar in both the هورمون لوتئینه‌کنندههورمون لوتئینه‌کنندهR1 and هورمون لوتئینه‌کنندههورمون لوتئینه‌کنندهR2 complexes.Conclusion: In general, the results of this study can be used to the relationship between هورمون لوتئینه‌کنندهR polymorphism and its physiological activity.Conclusion: In general, the results of this study can be used to the relationship between هورمون لوتئینه‌کنندهR polymorphism and its physiological activity.