مقاله: شناسایی ژن مربوط به آنزیم P450 مسئول تولید آلکالوئید کیلانتیفولین درگیاه Chelidonium majus L با استفاده از مخمّر مهندسی ژنتیک شده Pichia pastoris

نویسندگان

مهدی یحیی زاده   ۱  نجمه هادی ۱  زهرا شیرازی ۲  کامکار جایمند ۳  خلیل کریم‌زاده اصل ۱  مریم مکی زاده تفتی ۱  سمیه فکری قمی  ۴  مهشید رحیمی فرد  ۱  مینا کوه جانی گرجی ۱  فاطمه عسکری ۱  زهرا بهراد ۴  دیرک زلمار ۵

۱ استادیار، بخش تحقیقات گیاهان دارویی، مؤسسه تحقیقات جنگلها و مراتع کشور، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، تهران، ایران

۲ استادیار، بخش تحقیقات زیست‌فناوری، مؤسسه تحقیقات جنگلها و مراتع کشور، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، تهران، ایران

۳ دانشیار، بخش تحقیقات گیاهان دارویی، مؤسسه تحقیقات جنگلها و مراتع کشور، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، تهران، ایران

۴ کارشناس ارشد، بخش تحقیقات گیاهان دارویی، مؤسسه تحقیقات جنگلها و مراتع کشور، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، تهران، ایران

۵ استاد، مؤسسه زیست گیاهی، دانشگاه برانشوایگ، برانشوایگ، آلمان

چکیده

گیاهان منشأ اصلی تولید متابولیت‌های ثانویه با ارزش دارویی بالا می‌باشند. مهمترین عضو این ترکیب‌های با ارزش، آلکالوئیدها با مصارف مختلف دارویی هستند. با توجه به تولید محدود برخی از این مواد در گیاهان، به‌عنوان روش جایگزین، با شناسایی و انتقال ژن‌های مسئول سنتز آنزیم‌های سازنده آلکالوئیدها از گیاهان به میکروارگانیسم‌ها می‌توان به‌صورت تجاری این گونه از مواد دارویی را به‌صورت طبیعی تولید کرد. در این راه، شناسایی ژن‌های مسئول آنزیم‌های سنتزکننده قدم نخست چنین اقدامی است. در بین آنزیم‌های سنتزکننده ترکیب‌های آلکالوئیدی، آنزیم‌های سیتوکروم P450 نقش مهمی دارند. با توجه به وابستگی این آنزیم‌ها به وجود شبکه اندوپلاسمی و خصوصیات گلیکوپروتئینی این آنزیم‌ها، نمی‌توان آنها را در سیستم‌های باکتریایی استاندارد بیان کرد. بنابراین می‌توان از میزبان‌های یوکاریوتی مانند مخمّر یا سلول حشرات برای بیان آنها استفاده کرد. در این تحقیق، با استفاده از توالی آمینو اسیدی شناخته شده کیلانتیفولین سنتاز گیاه شقایق کالیفرنیایی و مقایسه فیلوژنی این توالی با توالی‌های آمینو اسیدی هومولوگ گیاه مامیران بدست‌آمده از پایگاه داده بیوانفورماتیک، به‌صورت نظری شش آنزیم سیتوکروم P450 با درصد هومولوژی بالا مسئول سنتز آنزیم کیلانتیفولین سنتاز در گیاه مامیران (Chelidonium majaus L.) شناسایی شد. برای اثبات عملی کارآیی این آنزیم‌ها، ژن‌های آنها در وکتور pPIC3.5 کلون شده و بعد با انتقال این وکتورهای نوترکیب به سلول مخمّر Pichia pastoris و در اختیار قرار دادن آلکالوئید اسکولرئین، تولید آلکالوئید کیلانتیفولین توسط میکروب‌های انتقال ژن داده شده توسط دستگاه LC-MS بررسی گردید. نتایج نشان داد که از بین ژن‌های کلون و معرفی شده آن آنزیم‌ها به میزبان مخمّر، تنها آنزیم Contig8931 فعالیت کیلانتیفولین سنتازی دارد.

 برای دریافت مقاله روی دکمه دانلود کلیک کنید