Mycobacterium tuberculosis'te sitrat sentaz ailesinin in silico karakterizasyonu

In silico characterization of the citrate synthase family in Mycobacterium tuberculosis

Özet

Amaç: Mycobacterium tuberculosis (MTB) zorunlu aerop olan bakteriyel bir patojendir. Burada, oksijenli solunumun önemli bir bileşeni olan sitrat sentaz (SS) ailesi MTB'de incelenmiştir.Metod: SS ailesinin üyelerini belirlemek için MTB genomu in silico analiz edildi. Nükleotit ve aminoasit dizileri NCBI veri tabanından alındı ve benzerlikleri NCBI BLAST aracıyla tarandı. Dizi hizalama ve filogenetik analiz MEGA6 kullanılarak gerçekleştirildi. Fizikokimyasal parametreler, hücresel lokalizasyon, HMM profilleri, motif yapısı, üç boyutlu modelleme ve diğer proteinlerle etkileşimler sırasıyla GPMAW, PSORTb, Pfam ve SMART, MEME, Phyre2, ve STRING veri tabanları kullanılarak belirlendi.Bulgular: MTB'deki SS ailesinin üyeleri CitA, GltA2 ve PrpC olarak tespit edildi. CitA ve PrpC, filogenide birbirine GltA2'den daha yakın olup, mikobakterilere ait üç proteinin filogenetik ağacı, 16S rRNA ile hazırlanana benzer olarak bulundu. CitA iki SS domaini içerirken GltA2 ve PrpC tek domain içermektedir. LHGGA ve MGFGHRVY motifleri MTB ve birçok bakteride korunmuştur. CitA, GltA2 ve PrpC'nin moleküler ağırlık ve pI değerleri sırasıyla 40.1, 47.9 ve 42.9 kDa, ve 5.41, 5.35 ve 9.31 olarak hesaplandı. Proteinlerin hücresel lokalizasyonu sitoplazma olarak tahmin edildi. Aerobik log fazındaki MTB H37Rv'den elde edilen RNA-seq veri setleri toplandı ve en yüksek ifade olan gen gltA2, bunu takiben sırasıyla prpC ve citA olarak tespit edildi.Sonuç: MTB'ye ait SS ailesinin bu geniş çaplı biyoinformatik analizi, patojenin genetik ve fizyoloji bilgisine bir katkı sağlamaktadır.

Abstract

Objective: Mycobacterium tuberculosis (MTB) is an obligate aerobe bacterial pathogen. Here, the citrate synthase (CS) family, an important component of aerobic respiration, was investigated in MTB.Methods: MTB genome was analyzed in silico to reveal the members of CS family. The nucleotide and amino acid sequences were retrieved from the NCBI database, and searched for the similarity using the NCBI BLAST tool. Sequence alignment and phylogenetic analysis were performed using MEGA6. The physicochemical parameters, cellular localization, HMM profiles, motif structure, 3D modeling, and the interactions of the proteins were analyzed using GPMAW, PSORTb, Pfam and SMART, MEME, Phyre2, and STRING databases, respectively.Results: The members of CS family in MTB were identified as CitA, GltA2, and PrpC. The CitA and PrpC were found to be closer in phylogeny than GltA2, and the trees of three proteins were shown to be similar to that constructed based on 16S rRNA in mycobacteria. The CitA contains two CS domains while a single CS domain is found in GltA2 and PrpC. Besides, LHGGA and MGFGHRVY motifs are conserved in MTB and various bacteria. The molecular weight and pI values of CitA, GltA2, and PrpC were calculated as 40.1, 47.9, and 42.9 kDa, and 5.41, 5.35, and 9.31, respectively. Cellular localization of the proteins was predicted as cytoplasm. The highest expression ratio was found to be for gltA2 followed by prpC and citA, respectively, in the retrieved RNA-seq datasets obtained from the aerobic log phase of MTB H37Rv Conclusion: This comprehensive bioinformatics analysisof CS family in MTB has a contribution to the knowledge ofthe genetics and physiology of this pathogen.