مهندسی آنزیم فیتاز Aspergillusfumigatusجهت افزایش پایداری حرارتی

استفاده از علم بیوانفورماتیک در پیش گویی ساختارهای ثانویه ی پروتئین و همچنین پیش بینی پایداری و فعالیت پروتئین پس ازایجاد تغییرات فرضی در پروتئین هدف، توانسته گامی بزرگ در تولید پروتئین نوترکیب داشته باشد. در این مطالعه اعمال تغییرات در توالی پروتئینی با طراحی جهشهای هدفمند در آنزیم A. fumigatus و نیز پیشبینی ساختارهای ثانوی هی پروتئین صورتگرفت. آنزیم فیتاز (EC 3.1.3.8 یا EC 3.1.3.26) در جیره ی غذایی حیوانات کاربرد زیادی دارد. از طرفی آنزیم طبیعی تولیدشده پایداری حرارتی مناسبی ندارد .از اینرو مهندسی پروتئین این آنزیم جهت افزایش پایداری حرارتی، امری ضروری به نظرمی رسد.حذف سیستئینهای آزاد موجود در ساختار پروتئین از موثرترین روش های افزایش پایداری پروتئین میباشد. اضافه کردنپیوند دی سولفیدی در ساختار سوم پروتئینو جایگزینی آمینواسید های سطحی ناپایدارکنند هی ساختار پروتئین مانند آلانین،سرین، گلوتامین و غیره با آمینواسیدهای هیدروفیل، از روشهای دیگر میباشد.جهت دستیابی به آنزیم فیتازی با پایداری حرارتیبالا، پس از تطبیق توالی آمینواسیدی آنزیم فیتاز A. fumigatus با آنزیم های فیتاز مختلف پایدار از نظر حرارتی در سرور NCBI و همچنین پس از آنالیز آنزیم با استفاده از سرور Expasy و نرمافزار ICM-Browser، آمینواسیدهای سری ن-393 و آسپارژی ن-167 که هر دو در سطح آنزیم قرار داشتند، به عنوان عوامل موثر بر پایداری آنزیم شناسایی شدند. پس از آنالیز جهش های طراحیشده با استفاده از سایت، آمینواسید لیزین به عنوان کاندیدی مناسبی جهت جایگزینی با سرین-393 و همچنین آمینواسیدآسپارتات نیز به عنوان بهترین کاندید جهت جایگزینی با آسپارژین-167، انتخاب شدند. این پیش بینی ها با استفاده از مدل ارائهشده توسط Cheng در سایت، مورد تایید نهایی قرار گرفت. بر اساس دادههای به دست آمده از سرور Expasy پیشبینی میشود ،آمینواسید سطحی آسپارژین-167 به علت دآمینه شدن در دماهای بالا و آمینواسید سطحی سری ن-393 به علت داشتن گروهعاملی آزاد و احتمالاً اختلال در تشکیل شبک ههای یونی، م یتوانند عوامل موثری در ناپایداری حرارتی آنزیم فیتازA. fumigatus، باشند. حذف عوامل ناپایدار کننده پروتئینی، قرارگیری آمینواسیدهای آبدوست در سطح پروتئین و افزایشپیوندهای هیدروژنی در ناحیهی جهش یافته، پتانسیل بالای جهش های طراحی شده را در افزایش پایداری حرارتی آنزیم فیتازA. Fumigatus، نشان میدهند.

کلیدواژه ها:

مهندسی پروتئین ، فیتاز ، پایداری حرارتی و جهشزایی هدفمند