چکیده امروزه محققین بر استراتژی‌های جدید پایدارسازی و افزایش فعالیت آنزیم‌ها بمنظور استفاده گسترده‌تر آنها در صنایع مختلف متمرکزند. در این پژوهش از یک پلت فرم یکپارچه برای تثبیت و محافظت از پروتئین‌ها در محیط‌های صنعتی استفاده شده است. اگرچه لیپازها کاربردهای صنعتی گسترده‌ای دارند، استفاده از آنها در فرآیندهای صنعتی اغلب به دلیل پایداری کم در شرایط سخت محیطی با محدودیت مواجه می‌شود. در مطالعه حاضر جهت پایدارسازی آنزیم از یک استراتژی دومنظوره شامل تثبیت آنزیم و استفاده از لایه محافظ ارگانوسیلیکا استفاده شد. پس از بیان و تخلیص آنزیم لیپاز نوترکیب، تثبیت آن برروی نانوذره سیلیکا انجام و در مرحله بعد، از نانولایه ارگانوسیلیکا برای لایه‌گذاری پیرامون آنزیم استفاده شد. ضخامت لایه محافظ بهینه‌سازی و میزان تاثیر آن بر پایدارسازی آنزیم در مقابله با استرس‌‌های محیطی مطالعه شد. آنزیم‌ لایه‌گذاری ‌شده پایداری قابل‌توجهی نسبت به آنزیم‌ آزاد در برابر عوامل مختلف مانند نوسانات دمایی و عوامل شیمیایی نشان داد. علاوه بر این، نمونه‌های تثبیت شده فعالیت بهینه را در محدوده دمایی گسترده‌ای نشان دادند، که بر تطبیق‌پذیری و کارایی این رویکرد تأکید می‌کند. لایه ارگانوسیلیکا بطور چشمگیری بازده تاخوردگی مجدد پروتئین‌های دناتوره‌شده با SDS و اوره افزایش داد، که نشانگر کاربرد چندگانه این روش می‌باشد. یافته‌های این مطالعه نشان داد پلت‌فرم حاضر می‌تواند رویکردی امیدوارکننده برای افزایش کارایی و پایداری آنزیم‌های صنعتی در برابر چالش‌های متنوع محیطی باشد.

چکیده آنزیم‌های جانداران دریایی کاندیدای مناسبی برای پایش زیستی سنجش آلودگی‌ها در محیط‌های دریایی هستند. برای استفاده گسترده از آنزیم‌ها در فرآیندهای صنعتی که در شرایط فیزیکوشیمیایی خاص انجام می‌شوند، بایستی پایداری آنها را بهبود بخشید. در این پژوهش با استفاده از نانوذره‌های کیتوزان به‌عنوان بستری سازگار با سیستم‌های زیستی گامی موثر در جهت افزایش پایداری و حفظ فعالیت آنزیم پروتئاز خالص‌‌شده از میگوی پنائوس وانامی در برابر یون‌های فلزی برداشته شد. پس از فعال‌نمودن نانوذره به‌منظور اتصال الکترواستاتیک آنزیم به نانوذره، محلول پروتئینی با غلظت ۷میلی‌گرم بر میلی‌لیتر به نانوذره اضافه و به‌مدت ۴ساعت در دمای C°۱۰ انکوبه شد، سپس بعد از سه‌بار شست‌وشو با بافر فسفات با pH برابر ۷/۵، نانوآنزیم در یک‌میلی‌لیتر بافر فسفات حل و برای پژوهش‌های بعدی استفاده شد. نتایج این تحقیق نشان داد که یون‌های Fe^۲+ و Mn^۲+ به‌‌طور قابل توجهی فعالیت آنزیم را افزایش دادند، اثر مهاری قوی در حضور یون‌های Cu^۲+، Zn^۲+، ^+۲Cd، Hg^۲+، Co^۲+ و ^+۲Ni و اثر مهاری ضعیفی در حضور یون‌های ⁺K و Na⁺ مشاهده شد. آنزیم تثبیت‌شده نسبت به همتای آزادش مقاومت بیشتری به یون‌های فلزی از خود نشان داد، در حالی که آنزیم آزاد نسبت به حضور یون‌های فلزی حساس بود و با افزایش غلظت آنها کاهش فعالیت آنزیم محسوس‌تر بود. پایداری بالای آنزیم تثبیت‌شده به‌دلیل حضور نانوذره‌های کیتوزان است. حفظ پایداری آنزیم تثبیت‌شده در غلظت‌های بالای یون‌های فلزی بیانگر کارآیی بالای روش تثبیت در حفظ پایداری و فعالیت آنزیم تثبیت‌شده بود.

چکیده سلولاز آنزیمی پرکاربرد در صنایع مختلف می باشد. تثبیت سلولاز یکی از روش‌های پایدارسازی آن است که نه تنها امکان جداسازی آنزیم از واکنش، بلکه امکان استفاده مجدد از آن را فراهم می‌سازد و در نتیجه هزینه استفاده آنزیم در صنعت به طور قابل توجهی کاهش می‌یابد. استفاده از کیتوزان به عنوان بستر جهت تثبیت آنزیم و استفاده گسترده آن در فرآیند‌های صنعتی همواره مورد توجه بوده است. ویژگی‌های فوق العاده از جمله زیست سازگاری، زیست تخریب پذیری و غیر سمی بودن آن، کیتوزان را بستری مناسب جهت فرآیند تثبیت معرفی می‌کند. در این مطالعه توالی ژنی کد کننده آنزیم اندوگلوکاناز AaCel9A در وکتور بیانی pET28a(+) همسانه سازی شد. نتایج حاصل از تعیین توالی مؤید قرارگیری صحیح قالب ژنی AaCel9A در وکتور بود. سپس وکتور حاوی ژن به سلول های مستعد اشریشیا کلی سویه BL21 منتقل شده و بیان پروتئین در آن ها القا شد. بیان آنزیم با استفاده از روش الکتروفورز SDS-PAGE و سنجش فعالیت آنزیم تایید و با ستون نیکل آگارز تخلیص بعمل آمد. ساخت ماکروبیدهای کیتوزان با روش ژله ای شدن صورت گرفت. مولکولهای آنزیم با استفاده از لینکرهای گلوتارآلدئیدی به صورت کووالان به بستر متصل و تایید تثبیت آنزیم توسط FTIR و نیز سنجش فعالیت آنزیمی از ماکروبیدهای حاوی آنزیم انجام پذیرفت. آنالیز نتایج نشان داد که بهترین شرایط برای تثبیت کوالان آنزیم بر روی بستر در غلظت گلوتارآلدئید 7/0% و بافر سدیم فسفات (7 pH) می باشد. همچنین آنالیز برادفورد و سنجش فعالیت آنزیمی مؤید تثبیت 85% از مولکول‌های آنزیم برروی بستر بود.

چکیده پ پاپایین (2.22.4.3EC)، سیستئین پروتئازی با فعالیت کاتالیزوری قابل‌توجه است که امروزه کاربرد گسترده در صنایع دارد. استفاده از پاپایین تثبیت‌شده در بسیاری از فرایندها، مزایایی ارزشمند دارد و در برخی موارد ضروری است. از سیستئین بیشتر برای دست‌یابی به فعالیت مناسب، به عنوان فعال‌کننده پاپایین استفاده می‌شود. از طرفی، برخی از یون‌های دوظرفیتی مانندCa²⁺ به عنوان مهارکننده این آنزیم عمل می‌کنند. در این پژوهش پس از فعال کردن ژل سفارز6B به‌وسیله‌ی سیانوژن برومید، برای اتصال کووالان آنزیم، محلول پروتئینی با غلظت mg/ml 5 به ژل فعال اضافه شد. برای مسدودکردن گروه‌‌های فعال آزاد روی ژل که پس از اضافه شدن آنزیم با آن واکنش نداده بودند، از محلول M2 گلیسین استفاده شد. نتایج نشان داد که تثبیت آنزیم روی این بستر موجب پایداری نسبت به زمان، دما، pH‌های بحرانی و همچنین افزایش مقاومت در برابر اثر مهارکنندگی یون‌‌های دوظرفیتی می­شد. دمای بهینه آنزیم تثبیت‌شدهC °20 (از 60 به C°80) از آنزیم آزاد بیشتر بود و pH بهینه نیز از 7 به 8 رسید. شاخص‌های سینتیکی آنزیم (K_m و k_cat) نیز هنگام تثبیت دچار تغییر شدند. این نتیجه بسیار اهمیت دارد به ویژه اگر بدانیم که تثبیت آنزیم‌ها موجب کاهش فعالیت و کارایی کاتالیتیک آن‌ها می‌‌شود.