بررسی پایداری و فعالیت آنزیم طبیعی وجهش یافته لاکاز در حضور حلال های آلی
Abstract
لاکازها(بنزن دیول اکسیژن اکسیدوردوکتاز ها، ec 1.10.3.2 ) ازجمله پلی فنل اکسیداز ها هستند که توانایی اکسید نمودن تعداد زیادی از ترکیبات فنلیک و استخلاف های امین آنها را دارند . این آنزیم ها از جمله اکسیداز های چند مسی بوده که با استفاده از اکسیژن مولکولی سبب اکسید نمودن ترکیبات آروماتیک و غیر آروماتیک می شوند. مکانیسم کاتالیزی لاکاز به وسیله چهار اتم مس که به سه سایت احیاء کننده متصل است انجام می گیرد (t1, t2, t3). آنزیم لاکاز با توجه به طیف گسترده از سوبستراها و محدوده وسیع از واکنش ها توان بالایی به منظور کاربردهای بیوتکنولوژیکی دارد که از جمله می توان به سم زدایی یا حذف زنوبیوتیک ها، زیست پالایی، تجزیه پلیمرها، تخریب حلقه ها ، اکسید نمودن ترکیبات غیر قابل تجزیه در محیط و معدنی نمودن و سپس حذف ترکیبات چند حلقه ای آروماتیک از محیط اشاره نمود. تمامی آنزیم های اکسیدوردکتاز به کوفاکتور وابسته اند در حالیکه این آنزیم بدون نیاز به این ترکیبات انتقال الکترون را کاتالیز می نماید. بر اساس مطالعات انجام گرفته برروی آنزیم لاکاز وحشی و انواع جهش یافته جدا شده از باکتریbacillus sp. hr03 ، اثر تعویض اسید های آمینه برروی فعالیت و پایداری این آنزیم در حضور حلال های آلی مورد بررسی قرار گرفت. در بخش ابتدایی این تحقیق جهش هایی در ناحیه لوپ سطحی بین دمین 1و2 که پایداری حرارتی آنها اثبات گردیده بود انتخاب و فعالیت – پایداری آنها در حضور حلال های آلی مورد بررسی قرار گرفت. سپس جهش های دیگری در ناحیه سطحی، که براساس نرم افزار های بیوانفورماتیکی پیشگویی گردیده بود، انتخاب و پایداری حلالی آنها ارزیابی شد. جهت افزایش پایداری در حضور حلال های آلی از تکنیک جهش زایی هدفمند (sdm) بهره گیری شد. خصوصیات بیوشیمیایی هر آنزیم پس از خالص سازی با بهره گیری از سوبسترای احیایی abts بررسی شد. غیرفعال شدن برگشت ناپذیر، میزان c50 (تراکمی از حلال آلی که %50 از فعالیت آنزیم باقی می ماند)، ??g‡ ( تغییردر انرژی پایدارسازی حالت گذار) و پارامتر های سینتیکی آنزیم وحشی و انواع جهش یافته در حضور حلال های آلی مختلف (متانل، اتانل، 1-پروپانل، دی متیل سولفوکساید و دی متیل فرمامید) محاسبه گردید.. نتایج نشان از افزایش پایداری حرارتی و نیز پایداری حلالی آنزیم با تعویض اسید های آمینه سطحی باردار با انواع غیر باردار دارد، همچنین پایداری حلالی به طور مستقیم با پایداری حرارتی ارتباط دارد.