فیلوژنی مولکولی و واگرایی عملکردی یوریدین دی فسفات گلیکوزیل ترانسفرازهای (ugt) موجود در جنس زعفران و همولوگ‌های آن در سایر گیاهان

زعفران زراعی با نام علمی crocus sativus l. یکی از منابع غنی از آپوکاروتنوئیدها شامل کروسین، پیکروکروسین و سافرانال است. آپوکاروتنوئیدها از شکست اکسیداتیو کاروتنوئیدها حاصل می‌گردند. گلیکوزیلاسیون مرحله نهایی و بسیار مهم در فرآیند بیوسنتز کروسین است زیرا به رنگدانه خصوصیت حلالیت در آب می‌بخشد و خواص شیمیایی و زیست فعالی آن مولکول را تغییر می‌دهد. در این مطالعه، توالی پروتئینی ugtهای موجود در زعفران، همراه با همولوگ‌های آنها در سایر گیاهان از دیدگاه‌های مختلف شامل آنالیز فیلوژنی و شناسایی موتیف، آنالیز واگرایی عملکردی و آنالیز ساختاری مورد بررسی قرار گرفت. تمرکز مطالعه روی ugt‌هایی بود که مسئول گلیکوزیلاسیون اولیه و ثانویه در تولید کروسین در گیاهانی که کروسین در آنها یافت شد، هستند. همچنین، رابطه تکاملی خانواده پروتئین ugt در زعفران و گیاهان دیگر شامل واگرایی عملکردی نوع یک و نوع دو مورد بررسی قرار گرفت. آنالیز فیلوژنی نشان داد که ugt‌هایی که گلیکوزیلاسیون اولیه را برعهده دارند با ugt‌هایی که گلیکوزیلاسیون ثانویه را انجام می دهند در دو گروه کاملا جداگانه با بیشترین تفاوت عملکردی قرار گرفتند.. در هر گروه موتیف‌هایی یافت شد که اختصاصی همان گروه بودند و در این موتیف‌های اختصاصی، اسید آمینه‌هایی با ضریب واگرایی عملکردی بالا شناسایی شد که می توان این واحدها را به تفاوت عملکردی این توالی‌ها نسبت داد. این یافته‌ها ممکن است تحقیقات آینده را با هدف مشخص کردن عملکرد این ژن‌ها تسهیل کند.

molecular phylogeny and functional divergence of uridine diphosphate glycosyltransferases (ugts) in crocus genus and their homologues in other plants

crocus sativus l. is considered as one of the richest sources of apocarotenoids, including crocin, picrocrocin, and safranal. the oxidative breakdown of carotenoids generates apocarotenoids. glycosylation is the final step of crocin biosynthesis which is crucial due to its role in pigment solubility in water and changes the chemical properties and bioactivity of the molecule. in this study, the protein sequence of ugts in saffron and their homologs in other plants were analyzed from different points of view, including phylogeny analysis and motif identification, functional divergence analysis, and structural analysis. the present study focused on ugts responsible for primary and secondary glycosylation in crocin production and picrocrocin glycosylation in plants where crocin is found. also, the evolutionary relationship of the ugt protein family in crocus and other plants was investigated, including type i and type ii functional divergence. phylogeny analysis showed that ugts that carry out primary glycosylation and ugts that carry out secondary glycosylation were placed in two groups with the highest functional distance. motifs were group specific and amino acids with a high functional divergence coefficient were identified in those motifs, which can be attributed to the functional difference of these sequences. these findings may facilitate future researches aimed at characterizing the function of these genes.