Ідентифікація членів білка теплового шоку кавуна та експресія генів, характерних для тканини

Ясемін Челік АЛТУНОЙЛУ

1 Кафедра генетики та біоінженерії, Факультет техніки та архітектури, Університет Кастамону, Кастамону, Туреччина,

ідентифікація

Мерве КЕЛЕŞ

1 Кафедра генетики та біоінженерії, Факультет техніки та архітектури, Університет Кастамону, Кастамону, Туреччина,

Тевфік Хасан МОЖЕ

1 Кафедра генетики та біоінженерії, Факультет техніки та архітектури, Університет Кастамону, Кастамону, Туреччина,

Мехмет Ченгіз БАЛОУЛУ

1 Кафедра генетики та біоінженерії, Факультет техніки та архітектури, Університет Кастамону, Кастамону, Туреччина,

Анотація

1. Вступ

Citrillus lanatus (кавун) - важлива рослина з сімейства Cucurbitaceae, що становить 7% загальних полів у світі, присвячених рослинництву. Світове щорічне виробництво кавуна (Citrillus lanatus) становить близько 90 мільйонів тонн, а кавун (Citrillus lanatus) входить до 5-ти найбільш споживаних свіжих фруктів (FAO, u1d42). Хоча кавун (Citrillus lanatus) в основному складається з води (до 90%), він містить важливі поживні сполуки, такі як цукор, лікопін та амінокислоти, що зміцнюють здоров’я, включаючи цитрулін, аргінін та глутатіон (Hayashi et al., 2005; Perkins-Veazie et al., 2006; Collins et al., 2007; Guo et al., 2013).

Білки теплового шоку (Hsps) - це особливе сімейство білків, які синтезуються у відповідь на різноманітні стресові умови, включаючи високі температури, і необхідні для росту та виживання клітини (Whitley et al., 1999; Kumar et al., 2012; likelik Altunoğlu, 2016). Hsps функціонують у багатьох процесах, таких як згортання білка, клітинна регуляція та інгібування накопичення невідповідних білків у клітині. Крім того, відомо, що члени цього сімейства білків синтезуються в різних стресових умовах і поводяться як молекулярні шаперони, які дозволяють білкам перетворюватися в тривимірну структуру шляхом згортання (Henle et al., 1998). Вони також є ключовими детермінантами контролю якості та відіграють важливу роль у захисті загального клітинного білкового балансу (Kumar et al., 2012).

Повні геномні дані організмів корисні для визначення важливих сімей генів за допомогою біоінформатичних методів. Hsps характеризуються для багатьох видів рослин, включаючи арабідопсис (Swindell et al., 2007), пшеницю (Muthusamy et al., 2017), соняшник (Büyük et al., 2012), рис (Singh et al., 2010; Jiang та ін., 2014; Wang та ін., 2014), томат (Zai та ін., 2017), тополя (Yer та ін., 2016; Yer та ін., 2018) та евкаліпт (Altunoğlu, 2016). Повну послідовність геному кавуна опублікували Guo et al. у 2013 році; однак, наскільки нам відомо, члени сім'ї Hsp ще не визначені в геномі кавуна. У поточному дослідженні виявлено та охарактеризовано гени Hsp кавуна. Крім того, експериментально аналізували профілі експресії генів в комбінованих умовах посухи та теплового стресу, а результати порівнювали за допомогою біоінформатики.

2. Матеріали та методи

2.1. Ідентифікація генів білка теплового шоку (hsp) в геномі кавуна

Згідно з нашим раніше опублікованим дослідженням (Baloğlu, 2014b; Baloğlu, 2014c; Kavas et al., 2015; Kavas et al., 2016), для висвітлення генів Hsp з генома кавуна проводились різні стратегії пошуку. По-перше, за допомогою бази даних HSPIR (Heat Shock Protein Information Resource) було отримано геномну, кодуючу область та білкові послідовності генів Hsp для всіх рослин. Для цих послідовностей був проведений пошук BLASTP (Порівняння послідовності білкової бласт-системи) за допомогою бази даних Cucurbit Genomics. Крім того, визначені послідовності були відскановані та відібрані відповідно до захищених регіонів за допомогою моделі прихованого Маркова (HMM). Захищені ділянки вибраних послідовностей перевіряли за допомогою бази даних Pfam (https://pfam.xfam.org/) і отримували для дослідження як кавунові Hsps. Індекс нестабільності, молекулярні ваги та значення ізоелектронного ефекту (pI) цих послідовностей Hsp були отримані за допомогою інструменту ProtParam (u1d45).