ارزیابی تکامل و کیفیت توالی کربنیک انیدراز زتا در میکروبیوم های محیطی

آنزیم کربنیک انهیدراز (ca) برای سلول‌های زنده ضروری است. این مطالعه با استفاده از روش‌های بیوانفورماتیکی، فرآیندهای تکاملی و کیفیت توالی‌های ζ-ca را ارزیابی می‌کند و حضور ζ-ca در هر دو میکروارگانیسم‌های یوکاریوتی و پروکاریوتی را نشان می‌دهد.  تا پیش از این، ζ-ca تنها در موجودات یوکاریوتی مانند میکروجلبک‌ها شناسایی شده بود، اما نتایج این مطالعه نشان می‌دهد که توالی‌های ζ-ca همچنین در برخی انواع پروکاریوتی (باکتری‌ها) مانند nitrosomonas ureae نیز وجود دارد. این حضور دوگانه و موتیف‌های جدید آمینو اسیدی نشان‌دهنده اعضای جدید احتمالی زیرخانواده ζ-ca است که به کمبود روی در اکوسیستم‌های آبی تطبیق یافته‌اند. نتایج این مطالعه نشان داد که توالی های ζ-ca را در هر دو میکروارگانیسم‌های یوکاریوتی مانند میکروجلبک ها و انواع پروکاریوتی (باکتری ها) شناسایی کرد که نشان‌دهنده توزیع گسترده آنها در محیط‌های مختلف است. هم‌زیستی β- و ζ-caها در برخی میکروارگانیسم‌ها مشاهده شد که نشان‌دهنده رابطه تکاملی احتمالی به ویژه در محیط های آبی با کمبود روی است. موتیف‌های جدید یافته شده در توالی های آمینواسیدی نیز زیرخانواده‌های احتمالی خانواده ζ-ca هستند. تحلیل تکاملی، بینش‌های مهمی در مورد تنوع و تطبیق ζ-caها ارائه داد. شباهت بین β- و ζ-caها به پیوند تکاملی اشاره دارد که با توجه به توانایی ζ-ca از کادمیوم یا روی به عنوان کوفاکتور، توسط فشارهای محیطی مانند دسترسی محدود به روی هدایت می‌شود. ζ-caها در مکانیسم‌های غلظت co2 و فتوسنتز، به‌ویژه در فیتوپلانکتون‌ها نقش حیاتی دارند و اهمیت اکولوژیکی آنها را برجسته می‌کند. این مطالعه تحلیل تکاملی جامع و ارزیابی کیفیت توالی‌های ζ-ca از میکروبیوم‌های محیطی را ارائه می‌دهد. حضور گسترده و موتیف‌های جدید ζ-caها، اهمیت تکاملی و تنوع عملکردی آنها را تاکید می‌کند.

evaluating evolution and quality of ζ -carbonic anhydrase sequences in environmental microbiomes

the carbonic anhydrase (ca) enzyme is essential for living cells. this study utilizes bioinformatics methods to evaluate the evolutionary processes and sequence quality of ζ-cas, demonstrating the presence of ζ-ca in both eukaryotic and prokaryotic microorganisms. until now, ζ-ca had only been identified in eukaryotic organisms such as microalgae; however, the results of this study indicate that ζ-ca sequences also exist in certain prokaryotic types (bacteria), such as nitrosomonas ureae. this dual presence and the newly identified amino acid motifs suggest the potential existence of new members of the ζ-ca subfamily that have adapted to zinc deficiency in aquatic ecosystems. the findings of this study reveal that ζ-ca sequences have been identified in both eukaryotic microorganisms, such as microalgae, and various prokaryotic types (bacteria), indicating their widespread distribution across different environments. the co-existence of β- and ζ-ca in some microorganisms suggests a potential evolutionary relationship, particularly in aquatic environments with limited zinc availability. the novel motifs discovered in the amino acid sequences may also represent potential subfamilies of the ζ-ca family. evolutionary analysis provided important insights into the diversity and adaptability of ζ-cas. the similarities between β- and ζ-ca indicate an evolutionary link driven by environmental pressures, such as limited access to zinc, given ζ-ca s ability to utilize cadmium or zinc as a cofactor. ζ-cas play a critical role in co2 concentration mechanisms and photosynthesis, especially in phytoplankton, highlighting their ecological significance. this study offers a comprehensive evolutionary analysis and quality assessment of ζ-ca sequences from environmental microbiomes, emphasizing their evolutionary importance and functional diversity.