isolation of cyp72a154, a gene involved in glycyrrhizin biosynthesis pathway, in glycyrrhiza glabra l. (iranian licorice)

Background: cytochrome p450s have essential roles in oxidative reactions during the biosynthesis of secondary metabolites, such as terpenoids. objective: this research was aimed to identify the gene cyp72a154 as a gene involved in the glycyrrhizin biosynthesis pathway in iranian licorice. methods: cyp72a154 gene was isolated from iranian licorice and cloned it into the ptg19-t vector. after confirmation of fragment length, the recombination plasmid was sent for sequencing. ncbi blast was used to analyze the nucleotide/ protein sequence homology between glycyrrhiza glabra and other plants. the characterization of predicted amino acid sequences such as sequence homology, protein domains and functional sites, was performed using interproscan. rt-pcr was performed to improve the relative expression this gene in the licorice root. results: the query length was 314 aa, which after blasting in ncbi had about 78 to 80 % identity to the cytochrome p450 72a154 and 11-oxo-beta-amyrin 30-oxidase in species of g. glabra, g. uralensis and g. pallidiflora, as well as about 64 to 67 % with other species of the fabaceae family. tmhmm analysis indicated the exp number of aas in tmhs was 22.11931, exp number and first 60 aas was 20.013. the results of rt-pcr revealed that the expression of this gene was comparable to the β-as gene and cyp88d6, both being involved in the glycyrrhizin biosynthesis pathway. conclusion: according to bioinformatics analysis and rt-pcr, it can be stated that the desired fragment belongs to the cyp72a154 gene and is also involved in the biosynthesis of glycyrrhizin.

جداسازی ژن CYP72A154 به عنوان ژن درگیر در مسیر بیوسنتز گلیسیریزین در Glycyrrhiza glabra L. (شیرین بیان ایرانی)

مقدمه: سیتوکروم P450 نقش مهمی در واکنش‌های اکسیداتیو در طول بیوسنتز متابولیت‌های ثانویه از جمله ترپنوئیدها ایفا می‌کند. هدف: هدف از این تحقیق شناسایی ژن CYP72A154 به عنوان ژن دخیل در مسیر بیوسنتز گلیسیریزین در شیرین‌بیان ایرانی بود. روش بررسی: ژن CYP72A154 از شیرین‌بیان ایرانی جدا و در ناقل PTG19-T کلون شد. پس از تایید طول قطعه، پلاسمید نوترکیب برای تعیین توالی ارسال شد. از NCBI BLAST برای تجزیه و تحلیل همولوژی توالی نوکلئوتیدی/پروتئینی بین  Glycyrrhiza glabra و سایر گیاهان استفاده شد. توصیف توالی‌های اسید آمینه پیش‌بینی‌شده مانند همسانی توالی، دومین‌های پروتئینی و مکان‌های عملکردی، با استفاده از InterProscan انجام شد. RT-PCR برای بررسی بیان نسبی این ژن در ریشه شیرین‌بیان انجام شد. نتایج: طول کوآری 314 aa بود که پس از بghست در NCBI حدود 78 تا 80 درصد یکسانی با سیتوکروم P450 72A154 و 11-oxo-beta-amyrin 30-oxidase در گونه‌های G. glabra ،G. uralensis و G.  pallidiflora و همچنین حدود 64 تا 67 درصد با سایر گونه‌های خانواده Fabaceae داشت. تجزیه و تحلیل TMHMM نشان داد که تعداد Expe اسیدآمینه‌ها در TMH ها 22/11931 و تعداد Exp ،60  آمینو اسید اول 20/013 بود. نتایج RT-PCR نشان داد که بیان این ژن با ژن b-AS و CYP88D6 که هر دو در مسیر بیوسنتز گلیسیریزین نقش دارند، قابل مقایسه است. نتیجه‌گیری: با توجه به تجزیه و تحلیل بیوانفورماتیک و RT-PCR می‌توان بیان کرد که قطعه مورد نظر متعلق به ژن CYP72A154 بوده و در بیوسنتز گلیسیریزین نیز نقش دارد.