انجمن علمی جنگلبانی ایران مجله جنگل ایران 2008-6113 18 1 2026 05 22 Bioinformatic design and expression validation of cholera toxin B-linker-enterotoxin A-ligand Produced by Populus euramericana (Dode) Guinier طراحی بیوانفورماتیکی و تأیید بیان کلراتوکسین B- لینکر- انتروتوکسین A- لیگاند در گونۀ صنوبر (Populus euramericana (Dode) Guinier) 1 16 250392 10.22034/ijf.2025.489445.2017 FA هانیه شاه قبادی دانش آموختۀ دکتری علوم زیستی گروه جنگلداری و اقتصاد جنگل، دانشکدۀ منابع طبیعی دانشگاه تهران، کرج، ایران 0009-0002-6688-8383 وحید اعتماد دانشیار گروه جنگلداری و اقتصاد جنگل، دانشکدۀ منابع طبیعی دانشگاه تهران، کرج، ایران داود اسماعیلی استاد گروه باکتری‌شناسی پزشکی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران انوشیروان شیروانی دانشیار گروه جنگلداری و اقتصاد جنگل، دانشکدۀ منابع طبیعی دانشگاه تهران، کرج، ایران 0000-0001-9953-3779 Journal Article 2024 11 23 Introduction: Due to the increasing drug resistance, there is a critical need to identify novel anticancer agents and develop innovative therapeutic strategies. Many bacteria produce peptides known as toxins, which exhibit antitumor effects on various cancer cell lines. Despite significant advancements in cancer therapy, the limitations associated with conventional anticancer agents have directed research toward natural compounds, particularly enterotoxins. The objective of this study was to design and verify the expression of the Anticancer‑cTxB‑linker‑enTA‑Ligand fusion protein in Populus euramericana, one of the most economically significant tree species. This species is highly valued for its rapid growth, making it a viable candidate for medium- to long-term investment. Materials and Methods: To design the target protein, the sequences of enterotoxin A and cholera toxin B were retrieved from the NCBI genomic database. A linker sequence was inserted between the two enterotoxin sequences to enhance flexibility and maintain structural integrity, and an anticancer sequence was added to the gene to boost antitumor activity. Finally, the recombinant fusion gene was synthesized, and expression and purification processes were conducted. The expression of the target recombinant protein was verified using SDS‑PAGE and Western blot. Results: The results demonstrated that the designed fusion protein possesses a suitable structure and favorable physicochemical stability, showing high resistance under simulated aqueous conditions. Furthermore, the successful transfer of the recombinant vector was confirmed using colony PCR, and the observation of a distinct 238 bp band indicated the presence of the recombinant fusion gene. SDS‑PAGE and Western blot results clearly confirmed the successful expression of the recombinant protein, with a molecular weight of 47 kDa, in poplar leaves. Conclusion: The fusion protein, derived from the combination of enterotoxin A, cholera toxin B, and the anticancer sequence, exhibits significant antitumor properties. Therefore, preclinical evaluations, including animal studies, are currently underway to assess the potential of this compound as a complementary or alternative strategy in cancer therapy. مقدمه: با توجه به افزایش مقاومت دارویی، نیاز به شناسایی داروهای ضدسرطانی جدید و یافتن راهبردهای درمانی نو برای مقابله با آنها افزایش یافته‌ است. بسیاری از باکتری‌ها پپتیدهایی به نام توکسین تولید می‌کنند که دارای اثرهای ضدتوموری بر برخی رده‌های سلول‌های سرطانی هستند. با وجود پیشرفت‌های فراوان در زمینۀ درمان سرطان، محدودیت‌های موجود در روش‌ها و ترکیبات ضدسرطانی متداول، توجه محققان را به ترکیبات ضدسرطانی طبیعی، به‌ویژه انتروتوکسین‌ها، معطوف کرده‌ است. هدف این پژوهش طراحی و تأیید بیان پروتئین فیوژنAnticancer-cTxB-linker-enTA-Ligand در گونۀ صنوبر، یکی از اقتصادی‌ترین درختان جهان است. این گونه به‌دلیل رشد سریع، از ارزش اقتصادی بالایی برخوردار است و برای سرمایه‌گذاری میان‌مدت و بلندمدت استفاده می‌شود. مواد و روش‌ها: به‌منظور طراحی پروتئین مدنظر، ابتدا توالی انتروتوکسین A و کلراتوکسین B از پایگاه دادۀ ژنومی NCBI استخراج شد. سپس یک توالی لینکر، برای افزایش انعطاف‌پذیری و نگهداری ساختار بین دو توالی انتروتوکسین قرار گرفت و یک توالی ضدسرطانی برای افزایش خاصیت ضدتوموری به ژن اضافه شد. در نهایت ژن فیوژن نوترکیب سنتز شد و مراحل بیان و تخلیص انجام گرفت. بیان پروتئین نوترکیب مدنظر با SDS-PAGE و وسترن بلات تأیید شد. یافته‌ها: نتایج نشان داد که پروتئین فیوژن طراحی‌شده از ساختار مناسب و پایداری فیزیکوشیمیایی مطلوبی برخوردار است و در شرایط شبیه‌سازی‌شده آبی مقاومت زیادی از خود نشان می‌دهد. افزون ‌بر این، موفقیت انتقال وکتور نوترکیب با استفاده از کلنی PCR تأیید شد و مشاهدۀ باند واضح ۲۳۸ جفت‌باز، نشان‌دهندۀ حضور ژن فیوژن نوترکیب بود. نتایج SDS-PAGE و وسترن‌بلات نیز به‌وضوح بیان موفقیت‌آمیز پروتئین نوترکیب با وزن مولکولی ۴۷ کیلودالتون را در برگ‌های صنوبر تأیید کردند. نتیجه‌گیری: پروتئین فیوژن حاصل از ترکیب انتروتوکسین A و کلراتوکسین B به‌همراه توالی ضدسرطانی، خواص ضدتوموری چشمگیری دارد. از این‌رو، ارزیابی‌های پیش‌بالینی، شامل آزمون‌های حیوانی، به‌منظور ارزیابی امکان استفاده از این ترکیب به‌عنوان راهکار مکمل یا جایگزین در درمان سرطان در حال انجام است.

https://www.ijf-isaforestry.ir/article_250392_81e8e9da3a0d819d93fd65289f07bab4.pdf