آنزیم بتا - زایلوزیداز Selenomonas ruminantium جهت افزایش پایداری حرارتی

آنزیمها به عنوان بیوکاتالیست در پروسههای صنعتی مختلف از جمله تولید مواد شیمیایی و بیوسنسور در تشخیصهای پزشکی نقش ویژهای دارن د. از آنجاکه بیشتر پروتئینها به دما حساس هستند، پایداری حرارتی برای پروئینها به عنوان بیوکاتالیست ویژگی مثبت محسوب میشو د. محققین در رشتههایمختلف به دنبال یافتن روشهایی برای افزایش پایداری حرارتی پروتئینها میباشند. مهندسی پروتئین یکی از پرطرفدارترین روشها در این زمینه میباش د. بتا-گزایلوزیدازها (EC 3.2.1.37) از خانواده گلیکوزیدهیدرولازها هستند و با حذف متوالی بقایای بتا-گزایلوزیل از انتهای غیر احیا کنندهی گزایلوبیوز وگزایلوالیگوساکاریدهای خطی، برای دپلیمریزه کردن کامل زایلان، فراوانترین همیسلولز در دیواره سلولهای گیاهی، ضروری میباشن د. با توجه به عدمپایداری حرارتی مناسب آنزیم تولید شده، افزایش پایداری حرارتی آن به کمک مهندسی پروتئین، امری ضروری به نظر م یرس د.اصل یترین تفاوت بینپروتئینهای ترموفیل و مزوفیل مربوط به سطح است. افزایش آمینواسیدهای قطبی باردار و هیدروفیل از قبیل Glu ،Arg و Tyr در سطح به علت ایجاد فعلو انفعالات و شبکههای یونی، در پایداری بیشتر پروتئینهای ترموفیل موثر است. مطالعه و آنالیز سطوح پروتئینهای ترموفیل نشان داده که حضور یکسریآمینواسیدها از قبیل Gln ،Ser ،Ala و Asn در سطح برای پایداری حرارتی نامطلوب میباشد.در این مطالعه، پس از تطبیق توالی آمینواسیدی آنزیم بتا-گزایلوزیداز S.ruminantium از خانواده 34 گلیکوزیدهیدرولازها با آنزیمهای بتا-گزایلوزیداز همخانواده با پایداری حرارتی بالا با کمک سرورNCBI، و همچنین پس از آنالیز ساختار آنزیم با استفاده از سرور Expasy و نرم افزار Molsoft ICM-Browser، جایگاه آمینواسیدهای آبدوست و آبگریز و همچنینآمینواسیدهای سطحی در این آنزیم مورد بررسی قرار گرفته و تعدادی از آمینواسیدهای این آنزیم جهت مهندسی آنزیم به صورت منطقی، انتخاب شدند.آمینواسیدهای آلانین-273، آسپارژین-256 و سرین-135 که در سطح پروتئین قرار دارند، جهت مهندسی انتخاب شدند. با توجه به هیدروفوب بودنآمینواسید آلانین-273 و احتمالا ایجاد اختلال در تشکیل شبکههای یونی، دآمیداسیون آسپارژین- 256 در دماهای بالا و ناپایداری کنفورماسیون و حضوریک زنجیرهی کوتاه حاوی گروه هیدروکسیل در سرین-135و ایجاد باندهای هیدروژنی، پیشبینی میشود این آمینواسیدها در سطح برای پایداری مطلوبنبوده و جایگزینی آنها با آمینواسیدهای قطبی باردار و هیدروفیل مانند گلوتامات از طریق جهشزایی هدفمند، پتانسیل بالایی در افزایش پایداری حرارتیآنزیم داشته باشند.

کلیدواژه ها:

مهندسی پروتئین ، بتا-گزایلوزیداز ، جهشزایی هدفمند ، پایداری حرارتی