اخبار و اعلانات

 آمار

تعداد نشریات282
تعداد نشریات سازمان80
تعداد شماره‌ها3,219
تعداد مقالات35,690
تعداد مشاهده مقاله53,567,548
تعداد دریافت فایل اصل مقاله92,846,091
رنجبر, رضا, اسفندیاری, سحر, رنجبر, محمد مهدی. (1399). شناسایی پروتئین GPR15 به عنوان کورسپتور پیشنهادی جدید جهت اتصال پذیرنده IZUMO (پروتئین الحاق اسپرم به تخمک) به JUNO با یکپارچه سازی سیستم بیولوژی، مدل سازی و داکینگ مولکولی. سامانه مدیریت نشریات علمی, 33(1), 85-92. doi: 10.22092/vj.2019.125279.1557
رضا رنجبر; سحر اسفندیاری; محمد مهدی رنجبر. "شناسایی پروتئین GPR15 به عنوان کورسپتور پیشنهادی جدید جهت اتصال پذیرنده IZUMO (پروتئین الحاق اسپرم به تخمک) به JUNO با یکپارچه سازی سیستم بیولوژی، مدل سازی و داکینگ مولکولی". سامانه مدیریت نشریات علمی, 33, 1, 1399, 85-92. doi: 10.22092/vj.2019.125279.1557
رنجبر, رضا, اسفندیاری, سحر, رنجبر, محمد مهدی. (1399). 'شناسایی پروتئین GPR15 به عنوان کورسپتور پیشنهادی جدید جهت اتصال پذیرنده IZUMO (پروتئین الحاق اسپرم به تخمک) به JUNO با یکپارچه سازی سیستم بیولوژی، مدل سازی و داکینگ مولکولی', سامانه مدیریت نشریات علمی, 33(1), pp. 85-92. doi: 10.22092/vj.2019.125279.1557
رنجبر, رضا, اسفندیاری, سحر, رنجبر, محمد مهدی. شناسایی پروتئین GPR15 به عنوان کورسپتور پیشنهادی جدید جهت اتصال پذیرنده IZUMO (پروتئین الحاق اسپرم به تخمک) به JUNO با یکپارچه سازی سیستم بیولوژی، مدل سازی و داکینگ مولکولی. سامانه مدیریت نشریات علمی, 1399; 33(1): 85-92. doi: 10.22092/vj.2019.125279.1557

شناسایی پروتئین GPR15 به عنوان کورسپتور پیشنهادی جدید جهت اتصال پذیرنده IZUMO (پروتئین الحاق اسپرم به تخمک) به JUNO با یکپارچه سازی سیستم بیولوژی، مدل سازی و داکینگ مولکولی

تحقیقات دامپزشکی و فرآورده‌های بیولوژیک
مقاله 11، دوره 33، شماره 1، فروردین 1399، صفحه 85-92    اصل مقاله (5.32 M)
نوع مقاله: مقاله کامل
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22092/vj.2019.125279.1557
نویسندگان
رضا رنجبر1؛ سحر اسفندیاری2؛ محمد مهدی رنجبر3
1گروه علوم پایه، دانشکده دامپزشکی، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران
2دپارتمان آناتومی، دانشکده پزشکی، دانشگاه علوم پزشکی تهران، تهران، ایران
3آزمایشگاه تولید مثل حیوانات آزمایشگاهی، موسسه تحقیقات واکسن و سرم‌سازی رازی، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، کرج، ایران
چکیده
مقدمه: جهت لقاح، پروتئین سطحی اسپرم به نام "IZUMO” به عنوان لیگاند برای میانکنش با JUNO (یا رسپتور ایزومو(IZUMO1R)) ضروری است. میانکنش:IZUMO1R/JUNOIZOMO1 یک مرحله حیاتی چسبندگی بین اسپرم و اووسیت در اتصال و فیوژن غشای پلاسمائی است البته جهت فیوژن سلولی کافی نمی‌باشد و پذیرنده‌های دیگری نیز در این اتصال نقش دارند. در این تحقیق G protein-coupled receptor 15 (GPR15) به عنوان شریک دیگر میانکنش اسپرم-تخمک معرفی شده که روی تخمک قرار دارد.
روش کار: در ابتدا، بار روش‌های سیستم بیولوژی شبکه میانکنش‌های شناخته و پیشوگوئی شده IZUMO1 مورد آنالیز و تفسیر قرار گرفت. همچنین، ساختار اولیه IZUMO1 و رسپتورIZUMO1R:JUNO از پایگاه‌های داده مرجع استخراج شد، و ساختار سه بعدی (3D) با هر دوی روش‌های بندکشی و هومولوژی مدلینگ مدل سازی شد. سپس ساختار مدل شده از نظر انرژی بهینه شده و با پلات راماچاندران اعتبار سنجی شده و نهایتا برای داکینگ مولکولی (هیدروژن ها و بار ها اتمی) با برنامه Chimera UCSF 1.10. همچنین، مطالعات داکینگ با استفاده از برنامه HEX نسخه 8 انجام شد. نهایتا انرژی اتصال، ژست میانکنش،RMSD، باندهای هیدروژن و الکترواستاتیک مورد تحلیل قرار گرفت. نتایج: آنالیز ها نشان داد در کنارپذیرنده‌هایJUNO /RIZUMO1 و CD9 در روی غشاء اووسیت، GPR15 نیز شاید شریک عملکردی دیگری برای IZUMO1 با امتیاز 705/0 (با روش text mining) باشد. همچنین، پلات راماچاندران ساختارهای مدل شده حاکی از مدل سازی با کیفیت بالا بوده و از ین رو مدل برای داکینگ به کار گرفته شد. نتایج داکینگ مولکولی نشان داد انرژی کلی اتصال (G∆) -1051 و RMS مناسب بوده و حاکی از میل اتصال قوی بین این دو پروتئین است. همچنین، آمینواسیدی‌های درگیر در پیوند هیدروژنی چهار باقیمانده (آمینواسید) به نام‌های ARG236, THR91, SER176 از پروتئین GRP15 و ASN151,ASN239, SER240 از پروتئین IZUMO1 بوده‌اند. قویترین پیوند هیدروژنی مابین تروئونین 91 (THR91) با سرین 240 (SER240) است. از سوی دیگر آمینواسید ترئونین 91 و ASN239 مهم‌ترین آمینواسیدهای از نظر اتصال با پیوند هیدروژنی دو پروتئین به یکدیگر بوده و همزمان با دو آمینواسید وارد واکنش می‌شوند. همچنین 21 آمینواسید از IZUMO1 و GRP15 در پیوند آبگریز بین دو پروتئین نقش دارند. بحث: نتایج این مطالعه بیوانفورماتیک، می‌تواند کمک و پیشنهادات موثری را به فهم بیشتر نحوه باروی و لقاح اسپرم را بنمائید. همچنین می‌بایست مطالعات بیشتری در مورد نقشGPR15 در اتصال اسپرم و تخمک صورت گیرد.
کلیدواژه‌ها
باروری؛ IZUMO1؛ GPR15؛ سیستم بیولوژی؛ داکینگ
عنوان مقاله [English]
Identificationof GPR15as novel suggested co-receptor forbinding of IZUMO(sperm-egg fusion protein) receptor to JUNOby integrating system biology, modeling and molecular docking
نویسندگان [English]
Reza Ranjbar1؛ Sahar Esfandiary2؛ Mohammad mehdi Ranjbar3
1Department of Basic Sciences, Faculty of Veterinary Medicine, Shahid Chamran University of Ahvaz, Ahvaz, Iran.
2Department of Anatomy, School of Medicine, Tehran University of medical sciences, Tehran, Iran.
3Laboratory animal reproduction lab, Razi Vaccine and Serum Research Institute, Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREO), Karaj, Iran.
چکیده [English]
Introduction: For fertilization process, sperm cell-surface protein called "IZUMO” requiredas a ligand for IZUMO1R/JUNO and CD9 receptor on egg. The IZUMO1:IZUMO1R/JUNO interaction is a crucial adhesion step between sperm and oocytein plasma membrane binding and fusion, but also is not sufficient for cell fusion and others receptors are play roles in this interaction. Here, we found G protein-coupled receptor 15 (GPR15) as another partner of sperm-egg interaction which is located on egg. Methods: Initially,system biology methods applied for known and predicted protein-protein network interactions of IZUMO1. Also, primary structure of IZUMO1 and its IZUMO1R:JUNO receptors retrieved from reference databases, and their 3-dimensional structure (3D) were modeled by both Threading and homology modeling. Then, modeled structure were energetically minimized and validated by Rammapageplots and eventually prepared for molecular docking (hydrogen and atomic charges) by Chimera UCSF 1.10. Also, the docking studies were performed by HEX version 8. Finally, binding energy, pose of interactions,RMSD, hydrogen and electrostatics bonds were analyzed. Results: System biology analysis showed that beside IZUMO1R/JUNO and CD9 ,GPR15 maybe is another functional partner for IZUMO1 by score of 0.705 (text mining approach). Also, Rammachandran plot of modeled structures represent high quality of modeling procedure and so modeled structure used for docking. Molecular docking analysis showed GPR15 could interact with IZUMO by SER176,THR91, ARG236 and SER240, ASN239and ASN151hydrogens. The strongest hydrogen bond is between thoronine 91 (THR91) and serine 240 (SER240). On the other hand, amino acids Threonine 91 and ASN239 are the most important amino acids for binding to hydrogen bonding two proteins to each other and react simultaneously with two amino acids. Also, 21 amino acids from IZUMO1 and GRP15 play a role in the hydrophobic bond between two proteins. Discussion: The results of this bioinformatics study can help to find out more about fertility and Sperm fertilization. Further studies on the role of GPR15 in the binding of sperm and oocyte should also be made.
کلیدواژه‌ها [English]
Fertilization, IZUMO1, GPR15, System biology, Molecular docking
مراجع

1. Hindumathi V, Kranthi T, Rao SB, Manimaran P. The prediction of candidate genes for cervix related cancer through gene ontology and graph theoretical approach. Molecular BioSystems. 2014;10(6):1450-60.
2. Toshimori K. Dynamics of the mammalian sperm head: modifications and maturation events from spermatogenesis to egg activation. Advances in anatomy, embryology, and cell biology. 2009;204:5-94.
3. Liu H, Beck TN, Golemis EA, Serebriiskii IG. Integrating In Silico Resources to Map a Signaling Network. In: Ochs MF, editor. Gene Function Analysis. Totowa, NJ: Humana Press; 2014. p. 197-245.
4. Wu J, Vallenius T, Ovaska K, Westermarck J, Mäkelä TP, Hautaniemi S. Integrated network analysis platform for protein-protein interactions. Nature Methods. 2008;6:75.
5. Rolland T, Tasan M, Charloteaux B, Pevzner SJ, Zhong Q, Sahni N, et al. A proteome-scale map of the human interactome network. Cell. 2014;159(5):1212-26.
6. Bapat SA, Krishnan A, Ghanate AD, Kusumbe AP, Kalra RS. Gene expression: protein interaction systems network modeling identifies transformation-associated molecules and pathways in ovarian cancer. Cancer research. 2010;70(12):4809-19.
7. Li M, Wu X, Wang J, Pan Y. Towards the identification of protein complexes and functional modules by integrating PPI network and gene expression data. BMC bioinformatics. 2012;13:109.
8. Pedamallu CS, Ozdamar L, editors. A Review on Protein-Protein Interaction Network Databases2014; Cham: Springer International Publishing.

آمار
تعداد مشاهده مقاله: 1,049
تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 624


counter
سامانه مدیریت نشریات علمی. طراحی و پیاده سازی از سیناوب