tailieunhanh - Sử dụng một số công cụ tin sinh khai thác gen mã hóa enzyme phân hủy lignocellulose từ dữ liệu metagenome của vi sinh vật trong ruột mối coptotermes gestroi

Trong bài viết này chúng tôi sử dụng các công cụ tin sinh học khác nhau để dự đoán các chức năng của nhóm enzyme thủy phân lignocellulose từ dữ liệu DNA metagenome nhận được. Đây là nhóm enzyme đang rất được quan tâm trong việc xử lý các sản phẩm phế thải có nguồn gốc từ thực vật, giải quyết các vấn đề về môi trường và sản xuất nhiên liệu sinh học. | Tạp chí Công nghệ Sinh học 14(1): 39-47, 2016 SỬ DỤNG MỘT SỐ CÔNG CỤ TIN SINH KHAI THÁC GEN MÃ HÓA ENZYME PHÂN HỦY LIGNOCELLULOSE TỪ DỮ LIỆU METAGENOME CỦA VI SINH VẬT TRONG RUỘT MỐI COPTOTERMES GESTROI Nguyễn Minh Giang1, Đỗ Thị Huyền2, Trương Nam Hải2 1 2 Trường Đại học Sư phạm Thành phố Hồ Chí Minh Viện Công nghệ sinh học, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam Ngày nhận bài: Ngày nhận đăng: TÓM TẮT Trong nghiên cứu trước đây, chúng tôi đã thu nhận và giải trình tự DNA metagenome của khu hệ vi sinh vật ruột mối Coptotermes gestroi bằng máy giải trình tự thế hệ mới (Illumina) và đã nhận được dữ liệu DNA với hơn 5 Gb. Sử dụng phần mềm MGA (MetaGeneAnnotator) đã dự đoán được khung đọc mở (ORF). Số lượng ORF có liên quan đến quá trình trao đổi carbohydrate là 8508, trong đó có 587 ORF mã hóa cho các enzyme tham gia vào quá trình thủy phân lignocellulose. Với mục đích khai thác được các trình các trình tự DNA từ dữ liệu metagenome mã hóa enzyme có khả năng chịu kiềm và đưa vào thực nghiệm thành công, chúng tôi đã tìm kiếm được một số phần mềm phù hợp để dự đoán chức năng, cấu trúc và đặc tính của enzyme với độ tin cậy cao. Alcapred để dự đoán khả năng chịu kiềm, công cụ Blastp để dự đoán vùng bảo thủ (conserved domain) của trình tự amino acid suy diễn từ ORF, công cụ Phyre2 để dự đoán cấu trúc không gian và vị trí gắn cơ chất của enzyme, công cụ của TBI để dự đoán khả năng chịu nhiệt của enzyme. Kết quả là đã khai thác được 6 ORF hoàn thiện mã hóa enzyme chịu kiềm cellulase (GL0101308, GL0038126) và hemicellulase (GL0120095, GL0074258, GL0112518, GL0067868) từ số liệu metagenome của vi sinh vật ruột mối C gestroi. Các ORF được lựa chọn từ kết quả của Blastp đều được dự đoán có độ bao phủ từ 90% trở nên và hệ số tương đồng từ thấp (44%) đến cao (99%), chứa vùng bảo tồn và vị trí gắn của enzyme vào cơ chất. Tỷ lệ tương đồng cấu trúc bậc hai của cellulase và hemicellulase với các protein đã được công bố khi dự đoán bằng Phyre2 tương