Fagaceae familyasında ısı şoku protein 70 gen ailesinin (Hsp70) tanımlanması ve biyoinformatik analizleri

Abstract

Isı şoku proteinleri (Hsps: Heat Shock Proteins), canlı organizmalarda bulunan bir grup protein ailesidir. Isı şoku protein genleri stres anında örneğin tuzluluk, kuraklık ve ekstrem sıcaklık değişimlerinin düzenlenmesinde anahtar bir rol üstlenmektedirler. Bu proteinler hücresel şaperonlar gibi fonksiyon görürler, protein sentezinde proteinlerin doğru katlanmasında ve taşınmasında rol oynarlar. Hsp70 gen ailesinin moleküler işlevlerine ait bazı çalışmalar yapılmıştır. Fakat Fagaceae familyası (Amerikan kayını, Amerikan kestanesi, Çin kestanesi, Avrupa kestanesi, Japon kestanesi, Meşe, Kırmızı meşe ve Ak meşe) Hsp70 gen ailesinin genom analizi ve gen karakterizasyonuna ait sınırlı çalışma mevcuttur. Bu çalışmada Tanımlanan Hsp70 gen ailesi dizilerinin genomdaki dağılımları, korunmuş motiflerinin tanımlanması ve tahmini üç boyutlu protein yapılarının belirlenmesi hedeflenmiştir. Hsp70 gen ailesine ait Kayın, Meşe ve Kestane'de sırasıyla 13, 17 ve 15 gen tanımlanmıştır. Filogenetik analiz sonucuna göre Hsp70 genleri 3 farklı grup oluşturmuştur. Yapılan motif analizine göre Hsp70 proteinlerinin genom içerisinde (kayın, meşe ve kestanede) nispeten korunduğu görülmüştür. Proteinlerin üç boyutlu modellemesi yapıldığında toplam Fagaceae familyasına ait 13 Hsp70 geni >90% güven düzeyinde test edilmiştir. Bu on üç protein "(FagHsp70-03(%68) / FagHsp70-08(%65) / FagHsp70-09(%71) / FagHsp70-13(%80) / QuerHsp70-03(%65) / QuerHsp70-04(%68) / QuerHsp70-09(%71) / QuerHsp70-14(%77) / CasHsp70-03(%65)/ CasHsp70-04(%67) / CasHsp70-11(%65) / CasHsp70-14(%65) / CasHsp70-15(%61)" data bankta bulunan proteinlerle yaklaşık %65-%80 arasında üç boyutlu homoloji modellemesi göstermiştir. Bu sonuçlar Fagaceae familyasında Hsp70 gen ailesinin karakterizasyonu ve fonksiyonel işlevleri hakkında bilgi sağlamaktadır. Bu çalışma ile bitkilerde stres toleransının geliştirilmesine ait birçok araştırma için yeni bir perspektif sağlanacaktır