4. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực ti ễn
3.1.1. Nhóm bHLH ở đậu tương
Trình tự protein và mã định danh của 21 TF giàu Met, bao gồm 11 TF nh m bHLH, 3 TF nh m bZIP và 7 TF nh m SRF đƣợc khai thác từ nghiên cứu trƣớc đây của Chu Đức Hà [21]. Một số đặc tính cơ bản của các họ TF trong nghiên cứu đƣợc khai thác và tìm kiếm b ng cách tiến hành truy vấn trình tự protein b ng các công cụ tin sinh học.Đặc tính của phân tử protein, bao gồm kích thƣớc phân tử, trọng lƣợng phân tử, điểm đẳng điện, chỉ số bất ổn định, chỉ số béo và độ ƣa nƣớc trung bình đƣợc xác định thông qua công cụ Expasy [17]. Công cụ Expasy là cơ sở dữ liệu về hệ thống nghiên cứu phân tích cấu trúc phiên mã [17]. Chính vì vậy, đây là cơ sở dữ liệu đƣợc hầu hết nhà khoa học trên thế giới sử dụng để thu thập và khai thác các thông tin cơ bản của phân tử protein, trong đ c kích thƣớc phân tử, trọng lƣợng phân tử, điểm đẳng điện, chỉ số bất ổn định, chỉ số béo và độ ƣa nƣớc trung bình của phân tử protein. Ngoài ra chúng tôi sử dụng công cụTargetP đểxác định vị trí của các phân tử protein trong tế bào.
Từ kết quảthu đƣợc ở bảng 3.1 có thể thấy, kích thƣớc và trọng lƣợng của các protein thuộc họ TF bHLH rất đa dạng, dao động trong khoảng từ 259 đến 491 amino acid. Trung bình kích thƣớc của các protin thuộc họTF bHLH đạt khoảng 380 amino acid. Chuỗi protein ngắn nhất là Glyma06g04380 đạt 258 amino acid, trong khi đ chuỗi dài nhất là Glyma10g04890 đƣợc cấu tạo từ 481 amino acid. Trọng lƣợng của protein tỷ lệ thuận với kích thƣớc, dao động trong khoảng từ 29,2 (Glyma02g00980 đến 54,3 kDa (Glyma10g04890). Khối lƣợng trung bình khoảng 42,4kDa. Với kích thƣớc và trọng lƣợng phân tử khá cao dẫn đến các protein họbHLH c độ linh hoạt thấp.
19
Mặt khác, giá trịđiểm đẳng điện của các phân tử protein cũng đƣợc chứng minh là có liên quan tới vị trí và chức năng của các protein trong tế bào [24]. Phân tích ba vị trí dƣới tế bào của các protein đ trong thấy r ng trong plasmtid và proteome ty thể của thực vật c dƣ thừa một lƣợng protein có tính acid. Tế bào chất và các proteome màng gồm có cả protein có tính acid và protein basic, proteome nhân có tỷ lệ tƣơng đối của các protein có tính acid và protein basic. Các protein có tính acid mạnh nhất không chỉ có ở tế bào chất mà còn có trong các không bào, lysosome và nhiều protein acid tạo thành khung tế bào [24]. Nhìn chung các protein c tính acid thƣờng đƣợc phân bố ở tế bào chất, trong ty thể và một số bào quan c màng thƣờng chứa protein c tính base. Kết quả cho thấy, các phân tử protein thuộc họ TF bHLH có giá trị pI trong khoảng từ 5,84 (Glyma10g04890 đến 9,26 (Glyma02g00980). Các protein n m trong khoảng từ 5,84 đến 6,84 bao gồm glyma10g04890,
glyma20g22280, glyma13g19250, glyma06g04380, glyma04g04190 là những
protein có tính acid. Chúng s đƣợc vận chuyển ra tế bào chất ngay sau khi đƣợc tổng hợp trong nhân. Có 6 protein còn lại n m trong khoảng pI từ 7,2 đến 9,26 là những protein có tính base gồm glyma03g32740, glyma11g17120, glyma01g15930, glyma05g19920, glyma03g04000, glyma02g00980. Chúng có thể đƣợc bám trên ty thể hoặc các hệ thống có màng khác.
20
Bảng 3.1: Đặc tính của nhóm protein họ bHLH ở đậu tƣơng
Ghi chú: L(aa): Kích thước (amino acid), mW: Trọng lượng phân tử, C: Lục lạp, M: Ty thể, S: hệ thống bao gói, *: Độ
tin cậy cao.
STT Tên Protein %Met L(aa) mW (kDa) pI II Chỉ số béo GRAVY Vị trí
1 Glyma01g15930 6,75 458 49,2 8,88 47,61 55,15 -0,549 C 2 Glyma02g00980 6,15 259 29,2 9,26 39,46 88,49 -0,098 S 3 Glyma03g04000 7,54 397 44,2 9,14 51,91 55,21 -0,695 _ 4 Glyma03g32740 6,22 481 52,6 7,2 63,57 60,29 -0,511 M 5 Glyma04g04190 7,17 264 30,2 6,84 68,89 57,31 -0,781 _ 6 Glyma11g17120 7,73 465 49,9 8,63 46,28 51,63 -0,576 C 7 Glyma13g19250 6,29 476 52,6 6,03 65,52 49,1 -0,82 M 8 Glyma20g22280 6,79 426 44,8 5,92 62,84 51,6 -0,656 _ 9 Glyma05g19920 6,2 273 30,4 8,93 52,3 64,25 -0,531 _ 10 Glyma06g04380 7,34 258 29,4 6,63 59,36 59,07 -0,719 _ 11 Glyma10g04890 6,1 491 54,3 5,84 65,4 50,92 -0,845 _
21
Chỉ số bất ổn định (II cũng đƣợc đề cập tới và sử dụng để xác thời gian bán hủy của protein trong ống nghiệm. Theo kết quả phân tích, chỉ có duy nhất một phân tử protei có chỉ số II = 39,46 < 40 nên s có thời gian bán hủy dài hay nói cách khác thì chúng s ổn định trong ống nghiệm. Còn lại 10 phân tử protein có chỉ số II > 40 vậy nên s có thời gian bán hủy ngắn và kém ổn định trong ống nghiệm.
Khi quan sát bảng 3.1 ta có thể thấy r ng các chỉ số về độ ƣa nƣớc trung bình của các protein họ bHLH đều nhỏ hơn 0 (GRAVY < 0 chứng tỏ r ng chúng đều c tính ƣa nƣớc.
Ngoài ra, trong nghiên cứu này chúng tôi cũng sử dụng chỉ số béo Aliphatic để đánh giá các protein. Chỉ sốnày đƣợc coi là một yếu tố tích cực đểgia tăng khả năng chịu nhiệt của các protein hình cầu. Điều này c ý nghĩa thật sự với những phân tử có khối lƣợng dƣới 100.
Nh m tăng độ tin cậy cho kết quả, chúng tôi đã sử dụng phần mềm TagertP đểxác định vị trí của những phân tử protein này trong tế bào. Kết quả cho thấy có thể có 2 protein là Glyma01g15930 và Glyma11g17120 s n m tại lục lạp. Đối với ty thể có thể có sự xuất hiện của 2 protein là Glyma03g32740 và Glyma13g19250. Trong hệ thống bao gói của tế bào có thể có sự hiện diện của protein Glyma02g00980. Đây đƣợc xem là dẫn liệu quan trọng trong những nghiên cứu chức năng gene tiếp theo.
22
3.1.2.Nhóm bZIP ở đậu tương
Bảng 3.2: Đặc điểm protein nhóm bZIP ởcây đậu tƣơng
Tên Protein Nội dung
Glyma02g01600 Glyma08g12170 Glyma05g28960
%Met 6,67 7,69 7,32 L(aa) 149 168 163 mW (kDa) 16,9 19,1 18,4 pI 5,07 5,24 5,23 II 55,4 44,66 43,56 Chỉ số béo 68,19 65,71 68,34 GRAVY -0,664 -0,735 -0,645 Vị trí C* C* C*
Ghi chú: L(aa): Kích thước (amino acid), mW: Trọng lượng phân tử, C: Lục lạp, M: Ty thể, S: Hệ thống bao gói, *: Độ tin cậy cao.
Phân tích kết quả bảng 3.2, kích thƣớc và trọng lƣợng của các phân tử protein trong nhóm bZIP khá là nhỏ. Chiều dài phân tử dao động trong
khoảng 149 amino acid (Glyma02g01600 đến 169 amino acid
(Glyma08g12170). Khối lƣợng phân tử n m trong khoảng từ 16,9kDa (Glyma02g01600 đến 19,1kDa (Glyma08g12170). Nhìn chung các phân tử protein này c kích thƣớc và trọng lƣợng tƣơng đối nhỏlàm chúng c độ linh hoạt cao và có thể dễ dàng đƣợc xuất hoặc nhập qua màng sinh học để đƣợc thực hiện chức năng trong tế bào.
Tất cả ba phân tử protein gồm Glyma02g01600, Glyma08g12170, Glyma05g28960 đều có giá trị pI n m trong 5,07 đến 5,24 và mang tính acid rất cao. Cho nên những phân tử này s đƣợc vận chuyển ra tế bào chất ngay sau khi đƣợc tổng hợp trong nhân.
23
Ngoài chỉ số pI thì chúng tôi còn phân tích thêm chỉ số béo, II và GRAVY. Các chỉ số II của protein thuộc nh m bZIP đều lớn hơn 40 vậy nên tính ổn dịnh trong ống nghiệm của chúng không cao. Nhìn chung đây là các phân tử protein c tính ƣa nƣớc vì chỉ số GRAVY < 0. Chỉ số béo đƣợc coi là một yếu tố tích cực để gia tăng khả năng chịu nhiệt của các protein hình cầu. điều này c ý nghĩa thật sự với những phân tử có khối lƣợng dƣới 100.
Để tăng thêm độ tin cậy, chúng tôi đã sử dụng phần mềm Tagert P để xác định vị trí của những phân tử protein này trong tế bào. Kết quả cho thấy tất cả các protein trong nh m này đều có thể đƣợc phân bố ở lục lạp. Đây đƣợc xem là dẫn liệu quan trọng trong những nghiên cứu chức năng gene tiếp theo.