مطالعه خصوصیات بیوشیمیایی ترمولیزین

ترمولیزین یک پروتئاز پایدار دمایی حاصل از باسیلوس ترموپروتئولیتیکوس می باشد. این آنزیم از نظر صنعتی مهم بوده و به ویژه در سنتز پپتید کاربرد دارد. ترمولیزین اولین آنزیم ترموفیل است که ساختار کریستالی آن شناخته شده و به عنوان یک آنزیم مدل مورد توجه است. با توجه به کاربرد های صنعتی ترمولیزین، مطالعات زیادی بر روی آن انجام شده است. مطالعات قبلی بر روی ترمولیزین ثابت کرده است که پایداری آن وابستگی زیادی به کلسیم دارد، اما در این مطالعات کمتر به مسئله پایداری و فعالیت به صورت توأم پرداخته شده است. در تحقیق حاضر به این دو مسئله به صورت توأم پرداخته شد و اثر کلسیم بر روی فعالیت و پایداری آنزیم در شرایط مختلف مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان دادند که در حضور 4 میلی مولار کلسیم نسبت به حالت عدم حضور کلسیم، دمای بهینه آنزیم به میزان 10 درجه سانتی گراد افزایش نشان داد. از سوی دیگر، پایداری دمایی آنزیم و پایداری در برابر دناتورانت sds به شدت وابسته به کلسیم بوده است، به-طوریکه پارامتر t1/2 در عدم حضور کلسیم، در دما های 80، 85 و 90 درجه سانتی گراد به ترتیب 7، 3 و 1 دقیقه، اما در حضور کلسیم به ترتیب 95?، 45 و 16 دقیقه بدست آمد. در مورد sds نیز درصدی از دناتورانت که فعالیت آنزیم را به نصف رساند، در عدم حضور کلسیم 1/0 و در حضور کلسیم 9/0 درصد (w/v) بود. همچنین، nacl تا غلظت 3 مولار تاثیر چندانی بر روی فعالیت آنزیم نداشت. اما در حضور غلظت 4 مولار، فعالیت تاحدی کاهش یافت. حضور کلسیم در محیط باعث شد که فعالیت آنزیم تا غلظت 3 مولار nacl. با افزایش روبرو شود. در مورد ph، دناتورانت اوره و حلال های آلی، تفاوت معناداری بین حالات حضور و عدم حضور کلسیم مشاهده نمی شود. همچنین مطالعات سینتیکی بر روی آنزیم نشان دادند که در حضور کلسیم، کارایی کاتالیتیکی آنزیم بر روی سوبسترای fagla کاهش یافته است. حضور حلال های آلی نیز کارایی کاتالیتیکی آنزیم را بر روی سوبسترای کازئین کاهش داد. مطالعات ساختاری به کمک فلورسانس پیشنهاد کردند که در حضور کلسیم دینامیک لوپ (های) اتصال به کلسیم کاهش یافته و به دنبال آن پایداری آنزیم در مقابل اتولیز در دما های بالا افزایش پیدا می کند. مطالعات ساختاری همچنین نشان دادند که کلسیم در شرایط حضور دناتورانت ها وph اسیدی، تاثیر چندانی روی ریزمحیط اطراف تریپتوفان (ها) نداشته است. اما در مورد nacl، حضور کلسیم قطبیت ریزمحیط را اندکی تغییر داده و نشر را کاهش داده است.