مقایسه پایداری ترمودینامیک و بازتاخوردگی سینتیک آنزیم لوسیفراز گونه ایرانی و برخی جهش‌یافته‌های آن

Abstract

اهداف: احتمال برقراری میان‌کنش‌های الکتروستاتیک به‌علت فراوانی رزیدوهای باردار آب‌دوست به‌ویژه آرژنین به‌عنوان مهم‌ترین فاکتور پایدارکننده دمایی آنزیم‌های گرمادوست مطرح شده است. هدف این مطالعه، مقایسه پایداری ترمودینامیک و بازتاخوردگی سینتیک آنزیم لوسیفراز گونه ایرانی و برخی جهش‌یافته‌های آن بود. مواد و روش‌ها: در مطالعه تجربی حاضر، پایداری گرمایی و نحوه بازتاخوردگی آنزیم لوسیفراز گونه ایرانی لامفیریس ترکستانیکوس و ۳ جهش‌یافته ERR, ERR/I۲۳۲R, ERR/Q۳۵R/I۱۸۲R/I۲۳۲R توسط تکنیک‌های مختلف اسپکتروسکوپی بررسی شد. ‌به‌منظور بیان بالای پروتئین‌ها یک تک‌‌کلونی ‌از هر یک از نمونه‌ها انتخاب و ‌به ۱۰میلی‌لیتر محیط ‌کشت LB دارای کانامایسین با غلظت ۵۰میکروگرم بر میلی‌گرم تلقیح و در دمای C°‌۳۷ و با هوادهی مطلوب به‌مدت ۱۵-۱۲ ساعت انکوبه شد. ‌به‌منظور تهیه محتوای سلولی از باکتری‌ها، محیط کشت القاشده به‌مدت ۵ دقیقه‌ در ۵۰۰۰گرم و دمای C°‌۴ سانتریفوژ شد. نتایج از طریق مطالعات با روش‌های طیف‌سنجی دورنگ‌نمایی دورانی در ناحیه دور، نزدیک و فلورسانس ذاتی، مطالعات کالریمتری روبشی تفاضلی (DSC) و آزمایش‌های سینتیکی با استفاده از تکنیک جریان متوقف مبتنی بر فلوئورسانس به دست آمد. یافته‌ها: همراه با افزایش تعداد رزیدوی آرژنین در سطح پروتئین، پایداری و فشردگی ساختاری آنزیم‌های جهش‌یافته در مقایسه با آنزیم وحشی افزایش یافته و ترموگرام‌های حاصل از مطالعات کالریمتری روبشی تفاضلی نیز بیانگر افزایش اندکی در Tm و آنتالپی کالریمتری پروتئین‌های جهش یافته نسبت به پروتئین وحشی بودند. نتیجه‌گیری: ثابت سرعت بازتاخوردگی آنزیم‌های جهش‌یافته نسبت به نوع وحشی افزایش پیدا کرده است. بهبود پارامترهای ترمودینامیک و سینتیک ناشی از بهبود میان‌کنش‌های الکترواستاتیک است که منجر به درجه بالاتری از فشردگی و تراکم ساختاری می‌شود.