تعیین توالی، کلونینگ و بیان چپرون DnaK از باکتری باسیلوس هالودورانس سویه Guj1

Abstract

اعضای خانواده پروتئین‌های شوک حرارتی ۷۰ (Hsp۷۰) از اجزای مرکزی شبکه سلولی چپرون‌های مولکولی و کاتالیزکننده‌های تاخوردگی هستند. ژن کدکننده یک پروتئین مربوط به Hsp۷۰ یا DnaK در حوزه باکتری‌ها dnaK نامیده می‌شود. پروتئین‌های DnaK در تاخوردگی ازنو پروتئین، تشکیل و تفکیک کمپلکس‌های پروتئینی و تخریب پروتئین‌های بدتاخورده دخیل هستند. ژن dnaJ که کدکننده Hsp۴۰ در باکتری‌ها است، با نقش کوچپرونی تنظیم‌کننده فعالیت‌های DnaK است. در این مطالعه، DnaK از باکتری باسیلوس هالودورانس Guj۱ (Bacillus halodurans Guj۱) را شناسایی، کلون و بیان شد. ژن dnaK از باسیلوس هالودورانس Guj۱، با استفاده از سیستم‌ بیانیpET-۲۸a+ به‌طور موفقیت‌آمیز در اشریشیا کلی سویه BL۲۱ (DE۳) بیان شد. قالب صحیح خوانش ژن کلون‌شده، دارای ۱۸۳۹جفت‌باز بوده که کدکننده ۶۱۲ باقی‌مانده آمینواسیدی است. وزن مولکولی و pI محاسبه‌شده پروتئین به‌ترتیب ۱۸/۶۶کیلودالتون و ۵۵/۴ است. توالی آمینواسیدی به‌دست‌آمده باسیلوس هالودورانس Guj۱ حدود ۶۰% با همتای خود در E. coli یکسانی دارد. ساختار سه‌بعدی DnaK در باسیلوس هالودورانس با الگو قراردادن ساختار کریستالی BiP (عضوی از خانواده HSP۷۰ در انسان) ساخته شد، که نشان‌دهنده یکسانی ۸۸/۰۸% با هم است. DnaK نوترکیب که توسط تیمار حرارتی به‌طور جزئی خالص شد، در SDS-PAGE یک باند تقریبا ۷۰کیلودالتونی دارد. یافته‌های ما نشان داد که DnaK نوترکیب، بهبوددهنده کارآیی ۲۷% دوباره تاخوردگی کربونیک‌انهیدراز بعد از قرارگیری در °C۵۴ به‌مدت یک‌ساعت است. بنابر نتایج به‌دست‌آمده، DnaK از باسیلوس هالودورانس به‌طور ذاتی می‌تواند به‌منظور بهبود ویژگی‌های عملکردی آنزیم‌ها و پروتئین‌ها، در کاربردهای مختلف استفاده شود.