بررسی تأثیر حلال بسازودگداز مبتنی بر کولین بر واکنش بیولومینسانس آنزیم لوسیفراز وحشی و جهش یافته غنی از آرژینین

Abstract

حلال‌های بسازودگداز (DES) در واکنش‌های آنزیمی، از اهمیت بسزایی برخوردار می‌باشند. این حلال‌ها تماس موثر بین واکنشگر و آنزیم را میسر می‌سازد و از اینرو می‌تواند موجب افزایش پایداری و فعالیت آنزیم شود. بیولومینسانس پدیده تولید و نشر نور توسط موجودات زنده است. واکنش شیمیایی اصلی در بیولومینسانس شامل رنگدانه مولد نور لوسیفرین، و آنزیم لوسیفراز می‌باشد.آنزیم لوسیفراز اکسیداسیون لوسیفرین را کاتالیز می‌کند که به مولکول حامل انرژی آدنوزین‌تری‌فسفات نیاز دارد. لوسیفراز به دلیل محصولی که به سهولت قابل ردیابی است، کاربردهای فراوانی در بیوتکنولوژی و زیست شناسی مولکولی یافته است. با این‌حال، پایداری حرارتی پایین، عدد تبدیل کم و تمایل شدید لوسیفراز به ATP موجب محدودیت در استفاده از سیستم‌های مبتنی بر لوسیفراز در کاربردهای تجاری شده است. استفاده از حلال‌های بسازودگداز روشی نوین جهت پایدارسازی پروتئین‌ها و کاتالیزورهای زیستی است. یک گروه از حلال‌های بسازودگداز عموماً شامل یک نمک ارگانیک و گروه‌های دهنده هیدروژن می‌باشند که در نتیحه آن پیوندهای هیدروژنی تشکیل می‌شوند. در این مطالعه، اثرات این حلال‌ها بر ویژگی های سینتیکی آنزیم لوسیفراز Lampyris turkestanicus وحشی و جهش‌یافته (E354R/Arg356) در حضور کولین‌کلراید: گلیسرول با نسبت مولی 1:2 به عنوان حلال بسازودگداز بررسی شد. بدین منظور، هر دو آنزیم وحشی و جهش‌یافته در باکتری اشریشیاکلی سویه BL21 بیان گردید و پروتئین مورد نظر از طریق کروماتوگرافی تمایلی تخلیص و برای مطالعات سینتیکی استفاده شد. بر اساس نتایج به دست آمده، حلال بسازودگداز باعث افزایش پایداری دمایی لوسیفرازهای وحشی و جهش‌یافته E354R/Arg356 شد.