مدل‌سازی و مطالعۀ بیوانفورماتیکی کانال‌های سدیمی وابسته به ولتاژ نوع انسانی

  مقدمه : تعیین ساختار سوم پروتئین‌ها با استفاده از روش کریستالوگرافی اشعۀ X ، روشی زمان‌بر بوده که نیازمند تسهیلات خاص و اپراتور‌های متخصص می‌باشد. تعیین ساختار سوم با استفاده از روش ‎ های بیوانفورماتیک برای مطالعات آزمایشگاهی و به ویژه اکتشاف داروها و ارتباطات تکاملی ارزشمند است. در مطالعۀ حاضر با استفاده از نرم‌افزارهای بیوانفورماتیکی و پایگاه‌های اطلاع رسانی، ساختارهای سوم انواع کانال‌های سدیمی انسان تعیین و ارتباطات تکاملی آن‌ها بررسی شد . مواد و روش‌ها : توالی ‎ های آمینو اسیدی کانال‌های سدیمی از Uniprot به دست آمد و از SWISS-MODEL جهت پیشگویی ساختار سوم استفاده شد. ساختار سوم این کانال‌ها با استفاده از نرم‌افزار SWISS-MODEL با استفاده از الگوریتم ‌تعریف شده برای Protein BLAST ، پیشگویی شدند . ساختارهای پیشگویی شده با استفاده از نرم افزار Molegro Virtual Viewer تصویربرداری شد. برای تعیین ارتباطات تکاملی انواع کانال‌های سدیمی از نرم‌افزار Mega 5 جهت رسم درخت فیلوژنی براساس توالی کانال‌ها، استفاده شد. شناسایی ارتباطات متقابل کانال‌های سدیمی وابسته به ولتاژ از طریق نرم‌افزار String db صورت گرفت . یافته‌ها : بر اساس اطلاعات پایگاه‌ داده-های نورون، 9 نوع کانال یونی سدیم در انسان وجود دارد که به‌ صورت SCN1A-5A و SCN8A-11A نام‌گذاری می-شوند . نرم افزار SWISS-MODEL تنها قادر به پیشگویی برخی دُمین‌های کانال‌های سدیمی با درصد شناسایی بالا می‌باشد. درصد یکسانی توالی‌ها برای هر کانال‌های سدیمی وابسته به ولتاژ متفاوت و از 57/16 درصد (SCN4A) تا 100 درصد (برای SCN2A و SCN5A) متغیر بود. نتایج حاصل از انجام هم‌ترازی توالی‌ها (BLAST) و ترسیم درخت فیلوژنیک، حاکی از آن است که پروتئین کانال سدیمی حیواناتی نظیر شامپانزه، میمون و گوریل نسبت به سایر جانوران، دارای درصد تشابه توالی بیشتری با انسان هستند . نتیجه ‎ گیری : در اغلب موارد SWISS-MODEL برای پیشگویی ساختار سه ‌بعدی پروتئین‌های کانال سدیمی مناسب نمی‌باشد. بنابراین پیشنهاد می‌شود که در مدل-های آزمایشگاهی مطالعات کانال‌های سدیمی و طراحی یا ارزیابی داروها بهتر است از حیوانات فوق الذکر استفاده شود. در این صورت نتایج حاصل از کارآزمایی‌های حیوانی قابلیت تعمیم بیشتری به انسان خواهند داشت .