کلونینگ، بیان ژن، خالص سازی و تعیین خصوصیات آنزیم ACC دآمیناز از باکتری سودوموناس فلورسنس

Abstract

گروهی از باکتری‌های همزیست با گیاهان، تحت عنوان PGPR (باکتری های محرک رشد گیاهان) آنزیمی به نام ACC دآمیناز (EC4.1.99.4) را کد می‌کنند که این آنزیم، تنظیم کننده‌ی تولید اتیلن از طریق متابولیزه نمودن ACC (حد واسط بیوسنتز اتیلن) و شکستن آن به آمونیاک و α-کتوبوتیرات می‌باشد. این آنزیم نقش مهمی در تسهیل رشد گیاهان از طریق کاهش میزان اتیلن بخصوص در شرایط سخت محیطی دارد. بنابراین هدف این مطالعه، بیان، تخلیص و تعیین شرایط بهینه‌ی فعالیت آنزیم ACC-دآمیناز (ACCD) از سویه FY32 باکتری سودوموناس فلورسنس و بررسی خصوصیات سینتیکی این آنزیم می‌باشد. بدین منظور، ژن acdS از باکتری سودوموناس فلورسنس بومی جداسازی و در وکتور بیانی pET28 a(+) کلون شد و سپس وکتور نوترکیب pET28-acdS به باکتری E. coli سویه‌ی BL21(DE3) منتقل گردید. پس از مشاهده بیان، آنزیم ACCD توسط ستون کروماتوگرافی تمایلی نیکل-سفاروز تخلیص و سپس، شرایط بهینه‌ی فعالیت این آنزیم و خصوصیات سینتیکی آن مورد بررسی قرار گرفت. مشخص گردید که این آنزیم، در 7 pH: و دمای 28 درجه سانتی‌گراد بیشترین فعالیت را دارد. این آنزیم فعالیت بالایی را در حضور MgSO4 در مقایسه با سایر یون‌های فلزی مورد مطالعه نشان داد. همچنین کاهش فعالیت آنزیم در غلظت ppm 160 نمک NaCl معنی‌دار بود. با توجه به پارامترهای سینتیکی آنزیم یعنی Km (mM 66/9) و Vmax (nM α-ketobutyrate mg-1 h-1 11/0)، مشخص گردید که کارایی این آنزیم در مقایسه با ACCDهای شناخته شده قبلی نسبتا بالاست.