کلون سازی مولکولی و آنالیز ساختاری ژن کد کننده سیتوکروم P450 (CYP71D500) از گیاه دارویی زنیان (Trachyspermum ammi L.)

مونوترپن های فنلی گیاهی مانند تیمول و کارواکرول کاربردهای گسترده ای در پزشکی، صنایع دارویی و سایر صنایع دارند. زنیان گیاهی دارویی معطر از خانواده چتریان است که تیمول ماده موثره بذور آن است. دانه های زنیان برای اهداف دارویی ارزشمند هستند، زیرا اسانس آنها حاوی مواد فعال تیمول، کارواکرول، گاما-ترپینن و پارا-سایمن است. ژن های سیتوکروم P450 (CYP) نقش مهمی در مسیر بیوسنتزی تیمول و سایر مواد در گیاه زنیان دارند. در این مطالعه یک ژن سیتوکروم P450 (CYP71D500) با سطح بیان بالا از گیاه دارویی زنیان جدا شده، شبیه سازی و توالی یابی شد. اطلاعات توالی یابی از مطالعه RNA-Seq قبلی تایید کرد که ژن جدا شده متعلق به خانواده CYP71 گیاهی با طول 1654 جفت باز حاوی دو اگزون و یک اینترون 115 جفت باز است. cDNA کامل CYP71D500 نیز کلون شد. توالی یابی cDNA CYP71D500 همسانی کامل cDNA CYP71D500 و مناطق اگزونی آن را با توالی CYP71D500 ژنومی نشان داد. تجزیه و تحلیل توالی cDNA CYP71D500 جهشی را نشان داد که ایزولوسین را به اسید آمینه والین تغییر می دهد. تجزیه و تحلیل ساختاری سه بعدی آنزیم نشان داد که اسید آمینه تغییریافته در محل فعال آنزیم قرار ندارد. بنابراین احتمالا این جهش نمی تواند بر سنتز تیمول تاثیر بگذارد. ژن و cDNA جدا شده را می توان برای مهندسی متابولیک این گیاه و سایر گیاهان دارویی با مونوترپن های فنلی فعال استفاده کرد. همچنین برای شناسایی عملکردهای مختلف ژن CYP کلون شده در زنیان یا سایر گیاهان دارویی بکاربرد.