پیش ‏بینی و آنالیز ساختاری تریپسین معده‏ ی میانی شب پره هندی Plodia interpunctella

عنوان دوره: بیست و دومین کنگره گیاهپزشکی ایران

دانشگاه تربیت مدرس

شب پره‏ی هندی (Lep.: Pyralidae)(Hübner)Plodia interpunctella یکی از مهم‌ترین آفات انباری در ایران و سایر نقاط جهان محسوب می‌شود.کنترل مناسب شب پره‏ی هندی نیاز به کاربرد حشره‌کش‌های مطلوب در برنامه‌ی کنترل تلفیقی آفات دارد. مهارکننده‌های پروتئازی با منشاء طبیعی می‌توانند گزینه‌های مناسبی برای این منظور باشند. مهارکننده‌های پروتئازی باعث اختلال در عملکرد فیزیولوژیکی حشرات گیاه‌خوار می‌گردند. پروتئازها نقش مهمی در هضم پروتئین‌ها و حفظ نیتروژن مورد نیاز دارند.غیر‌فعال شدن آنزیم‌های پروتئازی بوسیله‌ی مهار‌کننده‌های پروتئاز، منجر به اختلال در جذب مواد غذایی، تاخیر در رشد و نمو و متعاقب آن مرگ به علت گرسنگی رخ می‌دهد.از میان پروتئاز‏های گوارشی راسته بالپولکداران، تریپسین گزینه مناسبی برای مهار می‏باشد. برای درک برخی از خصوصیات آنزیم تریپسین لارو سن پنجم شب پره هندی شامل ساختار جایگاه فعال و پروفایل pH قلیایی، نیاز به پیش‌بینی و آنالیز ساختاری آن می‌باشد.ابتدابه جستجوی توالی آمینواسیدی و ساختار کریستالی آنزیم تریپسین شب پره هندی از پایگاه‏های اطلاعاتی پرداخته شد. بدین جهت پس از بدست آوردن توالی تریپسین که فاقد ساختار تعیین شده بود، توالی‏های تریپسین مشابه با ساختار تعیین شده از موجودات دیگر، جهت استفاده به عنوان الگو در نرم افزار مدل‏سازی جستجو و یافت شد. سپس مدل‏های بدست آمده از مدل‏سازی، مورد آزمون‏های مختلف قرار گرفتند تا ساختار نهایی با ضریب اطمینان بالاتر بر اساس این آزمون‏ها، برای ادامه‏ی کار انتخاب گردید.پیش‌بینی یک مدل ساختاری قابل اطمینان برای تریپسین معده‌ی میانی لارو سن پنجم شب پره هندی، بر اساس ساختار کریستالی آنزیم تریپسین Fusarium oxisporum (Schlecht) (PDB: 1GDU)و با استفاده از نرم افزار Modeller 9.13 ساخته شد. نتایج نرم افزار مدللر شامل 10 مدل برای هر توالی اسید آمینه‏ای بود. بهترین مدل برازش شده برای آنزیم تریپسین شب پره هندی با بکارگیری نتایج آزمون‏های حاصل از نرم افزارهای ProCheck و Verify_3D انتخاب شده و ساختار 3 بعدی تریپسین برای مطالعات بعدی به کار گرفته شد. با استفاده از اطلاعات سرور Anola امتیاز QMEAN6 جهت آزمون کیفیت مدل پیش‏بینی شده محاسبه گردید و نتایج نشان داد که مدل انتخابی واجد بهترین خصوصیات بوده است. همچینین ساختار دوم تریپسین تخلیص شده با استفاده از near-UV circular dichorism بدست آمد. نتایج نشان داد که ساختار دوم تریپسین شامل %9/39 مارپیچ آلفا،%35 صفحات بتا و %1/25 رندوم کویل بوده که مشابهت قابل توجهی را با نتایج بدست آمده از مدل پیش بینی شده تریپسین شب پره هندی نشان داد. هدف این تحقیق بدست آوردن درک بهتری از مدل ساختار 3 بعدی پیش‏بینی شده جهت فراهم آوردن جنبه‏های جدید در کنترل این آفت خسارت‏زا بوده است. بکارگیری همزمان تکنیک‏های تئوریک و آزمایشگاهی می‏تواند برای پیش‏بینی ساختار آنزیمی با قابلیت اطمینان بالا مفید بوده و به طراحی مهارکننده‏هایی با خصوصیات مطلوب مهارکنندگی تریپسین منجر گردد.

شب پره هندی؛ تریپسین؛ پیش‏بینی؛ آنالیز ساختاری؛ مهارکننده پروتئازی