همسانه‌سازی و بررسی بیوانفورماتیکی ژن‌های CCD4a و CCD4b در زعفران (Crocus sativus L. ) ایران

زعفران به عنوان یکی از گران­بهاترین ادویه­ها و رنگ­های طبیعی است که در صنایع مختلف از جمله غذایی، دارویی و آرایشی- بهداشتی مورد استفاده قرار می­گیرد. در سال‌های اخیر، خانواده‌‌ای از آنزیم‌ها که پیش ماده­های کاروتنوئیدی را در جایگاه پیوندهای دوگانه برش می‌دهند، در گیاهان شناسایی و معرفی شده‌اند. به این خانواده از آنزیم‌های برش­دهنده کارتنویید دی اکسیژناز CCD)) گفته می­شوند. در این تحقیق به دلیل اهمیت ژن‌های CCD در بیوسنتز آپوکاروتنوئیدهای زعفران، دو ایزوفرم از این ژن با استفاده از روش نسخه­برداری معکوس همسانه­سازی، تعیین توالی و نتایج با موارد مشابه خارجی مورد مقایسه قرار گرفتند. بررسی­های بیوانفورماتیکی شامل بررسی ارتباطات خویشاوندی و نیز ساختار­های پروتتینی مورد ارزیابی قرار گرفت. مدل‌سازی سه ‌بعدی این پروتئین‌ها به روش همولوژی مدلینگ و با استفاده از پایگاه Swiss Model پس از انتخاب الگوی مناسب انجام گرفت. همچنین جهت اعتبار­سنجی ساختاری مدل ترسیم شده سه‌بعدی، پلات راماچاندران ترسیم گردید. نتایج حاصله نشان داد دو ایزوفرم CCD4a و CCD4b هر دو دارای دو اگزون (641 و 1099 جفت باز برای CCD4a  و 614 و 1099 جفت باز برای CCD4b) و یک اینترون (670 جفت باز در CCD4a و 668 جفت باز در CCD4b) هستند. بررسی In silico  خصوصیات فیزیکوشیمیایی پروتئین‌های CsCCD4a و CsCCD4b بیانگر این حقیقت بود که پروتئین­های بدست آمده از این دو ایزوفرم از نظر وزن مولکولی، تعداد اسیدهای آمینه، نقطه ایزوالکتریک، شاخص آلیفاتیک، شاخص ناپایداری و حلالیت مشابه می­باشند. نتایج بررسی ساختارهای سه بعدی بدست آمده نشان داد این دو ایزوفرم دارای ساختارهای سه بعدی مشابهی می­باشند. یافته­های این تحقیق می­تواند اطلاعات با ارزشی در رابطه با رفتار و واکنش آنزیم CCD4 در مسیر سنتز آپوکاروتنوئیدهای زعفران فراهم کند و همچنین این نتایج می­تواند در  برنامه­های آتی اصلاح ژنتیکی زعفران ایران مفید واقع گردد.