مطالعه zn-متالوپروتئاز باکتریایی مهندسی شده در حضور حلال های آلی

zn- متالوپروتئاز ها گروه مهمی از پروتئاز ها می باشند. که کاربرد های مختلفی در سنتز پپتید، پردازش پروتئین، صنایع غذایی، داروئی و دترژنت های صنعتی دارند. این دسته از آنزیم ها پیوند های پپتیدی را در محیط های آبی هیدرولیز کرده و همچنین در محیط های غیر آبی سنتز می شوند. پروتئازها به عنوان بیوکاتالیست برای سنتز پپتید نیاز به پایدار شدن در حضور برخی از حلال های آلی دارند. الاستاز حاصل از سودوموناس آئروجینوزا و ترمولیزین حاصل از باسیلوس ترموپروتئولیتیکوس مهمترین متالوپروتئازها ی باکتریایی کاربردی هستند که شامل یک یون روی برای کاتالیز و به ترتیب دارای یک و چهار یون کلسیم برای پایداری می باشند. در این تحقیق یک لوپ سطحی در الاستاز که تنها به یک یون کلسیم متصل است با لوپ متناظر در ترمولیزین که به سه یون کلسیم متصل می گردد، جایگزین گردید. بنابراین الاستاز کایمری می تواند به سه یون کلسیم متصل شود. بهترین شرایط بیان آنزیم کایمر و وحشی به ترتیب 2 و 10 ساعت تحت شرایط القاء با 1 میلی مولار iptg تعیین گردید و سپس خالص سازی آنزیم ها با استفاده از ستون کروماتوگرافی تعویض آنیونی -deaeسفاروز انجام گردید و سپس فعالیت کاتالیزوری (شکستن سوبسترا ی کازئین) آنزیم ها در حضور غلظت های مختلف (v/v%) از حلال های آلی (اتانول، متانول، ایزوپروپانول، اتیلن گلیکول، گلیسرول و دی متیل فرمامید) صورت گرفت. آنزیم الاستاز فعالیت بیشتری را نسبت به آنزیم کایمر در حضور اتیلن گلیکول، متانول، اتانول و دی متیل فرمامید نشان داد در حالی که آنزیم کایمر در حضور گلیسرول و ایزوپروپانول فعالیت بیشتری را دارا بود. هرچند هر دو آنزیم در تمامی حلال های آلی بسیار فعال بودند، که اشاره بر این دارد که ناحیه سطحی مهندسی شده مسئول برای پایداری/ فعالیت آنزیم الاستاز در حضور حلال های آلی نمی باشد. سپس پارامتر های سنتیکی km و kcat آنزیم با سوبسترا کازئین در حضور و غیاب 50 (%v/v) حلال های آلی مختلف که در بالا ذکر شدند، تعیین گردید. در عدم حضور حلال های آلی هر دو پارامتر km و kcat آنزیم کایمر در قیاس با آنزیم وحشی به ترتیب 30 و 3% بهبود یافته و در نتیجه km /kcat 24% افزایش یافته است. به طور مشابه ای در حضور ایزوپروپانول و گلیسرول km /kcat آنزیم کایمر در قیاس با آنزیم وحشی افزایش یافته است. هر چند در مواردی همچون اتانول، dmf و متانول km /kcat آنزیم وحشی به اندازه 44، 40 و 4% به ترتیب بهبود یافته است.