مطالعات ساختاری، عملکردی و فیلوژنتیکی ژن‌های آنزیم کیموتریپسین در حشرات: با رویکرد بیوانفورماتیک

آنزیم ­های شبه کیموتریپسین در بسیاری از فرآیندهای فیزیولوژیکی حشرات از جمله هضم، رشد، بقاء و ایمنی نقش دارند. این آنزیم­ ها، پیوندهای پپتیدی را از انتهای کربوکسیلی اسیدهای آمینه حلقوی موجود در پروتئین ­ها هیدرولیز نموده و پپتیدهای فعال و اسیدهای آمینه مورد نیاز برای رشد و تولید مثل حشره را آزاد می ­نمایند. نظر به اهمیت نقش پروتئین ­های غذایی در بقاء و رشد حشرات، توجه بسیاری از حشره شناسان به ساختار، عملکرد، مکانیسم و میان کنش ­های آنزیم­ های گوارشی جلب می ­شود. آگاهی از خصوصیات بیوشیمیایی و ساختاری پروتئازهای حشرات می­تواند به توسعه استراتژی کنترل آفات مبتنی بر مهار کننده‌های پروتئازی اختصاصی کمک نماید. بر این اساس، مطالعۀ حاضر روی تجزیه و تحلیل ساختار و هم­ترازی توالی پروتئین، آنالیز فیلوژنتیک و همچنین ارزیابی موتیف­ های محافظت شده در گونه ‌های مختلف حشرات با استفاده از ابزارهای مختلف بیوانفورماتیک متمرکز می­ باشد. هم ترازی چندگانۀ توالی­ ها، نواحی مختلف محافظت شده و به طور ویژه حفاظت اسیدهای آمینۀ دخیل در جایگاه فعال آنزیم (هیستیدین، آسپارتیک اسید، سرین) را نشان داد و همچنین ده موتیف محافظت شده نیز با استفاده از برنامه ­های MEME و MAST، بدست آمد. نتایج مطالعات فیلوژنی نشان می­ دهد که کیموتریپسین­ های حشرات مورد مطالعه احتمالا دارای یک جد مشترک هستند. ساختارهای سه بعدی کیموتریپسین با استفاده از سرور I-TASSER پیش­ بینی شد و کیفیت مدل­ ها با استفاده از برنامه ­های PROCHECK، ERRAT و Verify-3D مورد تأیید قرار گرفت. همچنین شبکه میان­کنش­ های پروتئین – پروتئین بدست آمده از برنامۀ STRING 11، ده مسیر ارتباطی برای کیموتریپسین (.Aedes aegypti (L را ارائه نمود. به­ طور کلی، مطالعه حاضر می­ تواند چشم ­اندازی جدید جهت طراحی آفت­کش­ های آتی بر اساس مهارکننده‌ های اختصاصی آنزیم­ های گوارشی فراهم نماید.