مطالعه ی ساختاری و الکتروشیمیایی آنزیم کاتالاز اصلاح شده با نئومایسین

با انجام اصلاح شیمیایی آنزیم در محدوده غلظتی 2/5-0/0 میلی مولار از نئومایسین یک افزایش در شدت جذب ماکزیمم (405 نانومتر) و در غلظت های بیشتر از 2/5 میلی مولار یک کاهش در شدت جذب ماکزیمم بدون مشاهده تغییر قابل ملاحظه ای در موقعیت باند جذبی 405 نانومتر دیده می شود. بنابراین می توان این نتیجه گیری کرد که اصلاح شیمیایی کاتالاز موجب تغییرات چشم گیری در صورت بندی محیط اطراف جایگاه فعال آنزیمی نشده است. اصلاح شیمیایی فوق، موجب افزایش فعالیت آنزیمی در محدوده ی غلظتی 0/30-0/0 میلی مولار از نئومایسین می شود و از این غلظت به بعد کاهش فعالیت مشاهده می شود. بررسی ها نشان داد که این افزایش و سپس کاهش در فعالیت به دلیل تغییرات صورتبندی ایجاد شده در اثر اصلاح شدن گروه های کربوکسیل موجود در سطح پروتئین می باشد. بررسی پروتئین طبیعی و اصلاح شده با اسپکتروفلوریمتری نشان داد که اصلاح شدن گروه-های کربوکسیل باعث تغییر ساختار سوم پروتئین می شود و این تغییر ساختار به گونه ای است که تعداد کلاسترهای آب گریز موجود در سطح پروتئین در محدوده ی غلظتی 0/30-0/0 میلی مولار از نئومایسین کاهش و از این غلظت به بعد افزایش می یابد. نتایج حاصل از طیف سنجی دورنگ نمایی دورانی نشان دهنده ی تغییر ساختار دوم آنزیم در طی اصلاح شیمیایی می باشد. این تغییرات به گونه ای است که با نتایج حاصل از طیف سنجی فلورسانس نیز هم خوانی دارد و در محدوده ی /30-0/0 میلی مولار از نئومایسین، افزایش درصد ساختار مارپیچ آلفا مشاهده شده و در غلظت-های بالاتر کاهش ساختار مارپیچ و افزایش رندوم کویل دیده می شود. مطالعه اثر ماده ی فعال سطحی کاتیونی dtab بر آنزیم طبیعی و اصلاح شده نیز نشان داد که فرم اصلاح شده تمایل کمتری برای برهم کنش با dtab دارد. به عبارت دیگر تغییر صورتبندی پروتئین در اثر اصلاح شیمیایی به طریقی است که برهم کنش الکترواستاتیک بین پروتئین و dtab را کمتر می نماید. بررسی الکتروشیمی مستقیم بین الکترود کربن شیشه و کاتالاز تثبیت شده روی آن با استفاده از تکنیک ولتامتری چرخه ای در سرعت روبش 25/0 ولت بر ثانیه نشان داد که مانند کاتالاز طبیعی، کاتالاز اصلاح شده نیز قادر به انجام انتقال الکترون مستقیم با سطح الکترود با تثبیت شدن در فیلم dtab می باشد. ولتامتری چرخه ای فیلم dtab- کاتالاز هم در فرم طبیعی و هم در فرم اصلاح شده یک پیک کاتدی برگشت ناپذیر را در پتانسیل کاربردی حدود 3/0- ولت نسبت به الکترود نقره-نقره کلرید نشان می دهد. نحوه پاسخ الکتروشیمیایی کاتالاز اصلاح شده نسبت به کاتالاز طبیعی تحت تاثیر غلظت نئومایسین می باشد.