چکیده امروزه از پپتیدها و پروتئین­های دارای خواص ضدسرطانی، ضد آلرژی و ضدالتهابی برای درمان استفاده می­کنند. برازئین پروتئینی شیرین با 54 باقی­مانده آمینواسیدی است که طبق گزارش‌ها دارای ویژگی­ ضد سرطانی مبتنی بر توالی و ساختار دارد. در این پژوهش نقش آسپارتات موقعیت 40 در ساختار و عملکرد پروتئین برازئین وحشی و جهش‌یافته‌ها و نیز ویژگی ضدسرطانی پپتیدهای حاصل شده بر روی گیرنده TLR5 بررسی شد. ازاین‌رو، چندین مدل از فرم­های جهش­یافته با استفاده از نرم‌افزار Modeller.v.9.20 طراحی و ساخته شد. سپس صحت مدل­ها و ویژگی­های فیزیکی-شیمیایی نوع وحشی و جهش­یافته­های D40N ، D40R و D40Deletion با استفاده از سرور­ها و نرم‌افزارهای بیوانفورماتیکی مختلفی از جمله ProtParam ، ProtScale،SAVES ،PIC ، ModEval، و PredyFlexy مورد ارزیابی قرار گرفت. توالی پروتئین‌ها جهت پیش­بینی خاصیت ضدسرطانی با استفاده از سرورهای ACPred و iACP مورد بررسی و مقایسه قرار گرفت. کیفیت و تحلیل اتصالات پروتئین وحشی‌ و جهش‌یافته­ها به‌عنوان لیگاند با گیرنده TLR5 ایجادکننده مسیر سیگنالینگ ضدسرطانی، به کمک داکینگ مولکولی و با استفاده از نرم­افزار HADDOCK بررسی شد. نتایج بررسی فراسنجه­های بیوانفورماتیکی نشان­دهنده احتمال بهبود پایداری ساختار و عملکرد پروتئین برازئین و احتمال افزایش سطح در دسترس جهت اتصال با گیرنده می­باشند. همچنین بنا بر نتایج حاصل از بررسی داکینگ مولکولی، احتمال اتصال پروتئین برازئین جهش­یافته D40R به گیرنده TLR5 نسبت به دیگر پروتئین­ها بیشتر است و این نشان­دهنده احتمال افزایش خاصیت ضدسرطانی این جهش­یافته می­باشد؛ بنابراین پژوهش، قابلیت ارتقای کارکرد زیستی و دارویی برازئین با ایجاد جهش­های گوناگون در موقعیت آسپارتات 40 وجود دارد.

چکیده در این مقاله، تعامل بین لیزوزیم و نانوذرات کادمیوم تلوراید با استفاده از طیف سنجی UV-Vis، فلورسانس، پایداری حرارتی، سینتیک و روش های اسپکتروسکوپی دورنگ نمایی دورانی (CD) در 25/7 pH مورد بررسی قرار گرفت. ثابت شد که خاموشی فلورسانس لیزوزیم توسط نانوذرات کادمیوم تلوراید به طور عمده نتیجه تشکیل کمپلکس نانوذرات کادمیوم تلوراید -لیزوزیم بود. توسط نتایج خاموشی فلورسانس، ثابت خاموشی استرن ولمر(K_SV)، ثابت اتصال (Ka) و جایگاه های اتصال(n) محاسبه شد. در 25/7 pH سطح ثابت اتصال برطبق نتایج فلورسانس برابر10³×33/2 بود. پیوند هیدروژن و نیروی وان در والس در فرایند اتصال دخیل است. بلو شیفت طیف جذبی فلورسانس پروتئین پس از افزودن نانوذرات کادمیوم تلوراید نشان می دهد که ریز محیط در اطراف بقایای تریپتوفان توسط نانوذرات کادمیوم تلوراید آشفته شده است.اثر نانوذرات کادمیوم تلوراید بر روی صورت بندی لیزوزیم با استفاده از طیف های UV-VIS و طیف های CD مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است که شواهدی را ارائه می دهد که ساختار ثانویه لیزوزیم با میانکش نانوذرات کادمیوم تلوراید با لیزوزیم تغییر کرده است.

چکیده به‌دنبال غلظت بالای اوریک‌اسید، بیماری‌هایی مانند نقرس (التهاب مفاصل)، شکل‌گیری سنگ‌های کلیوی، سندرم لیش- نیهان، بیماری‌های قلبی، دیابت تیپ ۲ و سندرم‌های متابولیک ایجاد می‌شود. از جمله داروهایی که موجب کاهش سطح آن در پلاسما می‌شود آنزیم اوریکاز است. تولید، فرمولاسیون و نگهداری پروتئین‌ها نیاز به توجه خاصی دارد تا ساختار آن تغییر نکند و بیشترین میزان فعالیت و پاسخ و کمترین میزان حساسیت‎زایی به دست آید، در این مطالعه، آنزیم اوریکاز پس از کلون، ترانسفورم، بیان در باکتری اشریشیا کلی و تخلیص توسط کروماتوگرافی تمایلی،در مقایسه با نمونه رایج دارویی آنزیم Rasburicase فعالیت بالاتری داشته و نیز در همه دماهای مورد مطالعه پایداری حرارتی (۵۰، ۳۷، ۲۵، ۴ و C°۲۰-)،آنزیم اوریکاز نوترکیب دارای مقاومت بیشتری نسبت به آنزیم رایج دارویی است. حال با توجه به نتایج به‌دست‌آمده و همچنین اهمیت بالای آنزیم اوریکاز در پیشگیری، درمان و قیمت بالای این داروی وارداتی، توسعه اشکال پایدار این آنزیم میتواند به‌عنوان مصارف دارویی مد نظر قرار گیرد.

چکیده اهداف: اینورتاز آنزیمی است که به‌صورت گسترده در صنایع مورد استفاده قرار می‌گیرد. منبع اصلی تولید صنعتی آنزیم اینورتاز مخمر ساکارومایسس سرویزیه است. افزایش پایداری حرارتی در این آنزیم کمک مهمی به افزایش بهره‌وری در تولید مربوطه خواهد کرد. هدف پژوهش حاضر افزایش پایداری حرارتی پروتئین نوترکیب اینورتاز ساکارومایسس سرویزیه با ایجاد جهش‌های هدفمند بود.
مواد و روش‌ها: در پژوهش تجربی حاضر، با الگوقراردادن آنزیم اینورتاز باکتری گرمادوست ترماتوگا ماریتیما به‌منظور افزایش پایداری حرارتی، اسیدآمینه‌های ترئونین ۳۴۵ و آسپارژین ۳۴۹ در ژن پروتئین اینورتاز ساکارومایسس سرویزیه با روش جهش‌زایی هدفمند با آلانین جایگزین و در مخمر پیکیا پاستوریس همسانه‌سازی با واکنش زنجیره‌ای پلیمراز SOEing انجام شد. فعالیت آنزیم‌های نوترکیب اینورتاز طبیعی و جهش‌یافته در دماهای مختلف، pHهای مختلف، مدت‌زمان پایداری و پایداری حرارتی- عملکردی اندازه‌گیری و نمودار میکائیلیس- منتن رسم شد.
یافته‌ها: پایداری حرارتی- ساختاری آنزیم‌های طبیعی و جهش‌یافته اینورتاز در دمای ۵۵ºC نشان داد که آنزیم جهش‌یافته در دمای ۵۵ºC نسبت به آنزیم طبیعی پایدرای حرارتی بالاتری داشت. هر دو آنزیم طبیعی و جهش‌یافته در پایداری عملکردی روند مشابهی را نشان دادند. کاهش K_m و افزایش V_max در سوبسترای ساکاروز و افزایش ۵برابری نسبت K_cat/K_m در آنزیم جهش‌یافته دیده شد.
نتیجه‌گیری: جهش‌های هدفمند اعمال‌شده هیچ اثر منفی روی میزان تولید و همچنین ترشح پروتئین نوترکیب اینورتاز ندارد و باعث افزایش فعالیت آنزیم می‌شود. آنزیم جهش‌یافته نسبت به آنزیم طبیعی، پایداری ساختاری بالاتری دارد، بدون این که تغییری در پایداری عملکردی آن ایجاد کند.

چکیده اهداف: آنزیم ماتریکس متالوپروتئیناز ۹ در پیشرفت روند بسیاری از بیماری‌ها مانند پریودنتیت، آترواسکلروزیس و سرطان‌ها نقش بسزایی دارد. یکی از روش‌های پایداری آنزیم استفاده از حلال‌های فرازودگداز است. هدف این پژوهش، بررسی اثر حلال فرازودگداز روی پایداری و ساختار آنزیم ماتریکس متالوپروتئیناز ۹ با هدف درمانی بود.
مواد و روش‌ها: در پژوهش تجربی حاضر، آنزیم ماتریکس متالوپروتئیناز ۹ فرم فعال (۷۰۷-۱۰۷ توالی رزیدوی آمینواسیدی) با استفاده از وکتور بیانی pET۲۱a در باکتری اشریشیا کلی سویه BL۲۱ بیان و تخلیص و ریفولدینگ آنزیم توسط روش گرادیان شیب اوره به‌طور همزمان روی ستون نیکل سفارز انجام شد. سپس تاثیر حلال فرازودگداز بر پایه کولین‌کلراید و گلیسرول با نسبت مولی ۱:۱ بر فعالیت، پایداری و ساختار آنزیم ماتریکس متالوپروتئیناز ۹ بررسی شد. فعالیت آنزیم در غلظت‌های مختلف ژلاتین در حضور حلال‌های فرازودگداز ۱۵ و ۳۰% حجمی/حجمی در ۷/۸=pH برای به‌دست‌آوردن Vmax و km با رسم نمودار میکائیلیس- منتن و استفاده از نرم‌افزار Prism version ۵.۰ مورد بررسی قرار گرفت.
یافته‌ها: با افزایش درصد حلال‌ها تا ۳۰%، فعالیت ویژه آنزیم افزایش یافت و پس از آن روند کاهشی داشت و در حضور حلال ۳۰% حجمی/حجمی در دو دمای ۵۰ و ۶۰º​C در مقایسه با حلال ۱۵% و عدم حضور حلال دارای فعالیت باقیمانده بیشتری بود. نتایج نشان‌دهنده پایداری بیشتر آنزیم در حلال ۳۰% بود.
نتیجه‌گیری: آنزیم ماتریکس متالوپروتئیناز ۹ در حضور حلال فرازودگداز ۳۰% حجمی/حجمی بر پایه کولین‌کلراید و گلیسرول دارای بیشترین فعالیت و پایداری است. افزایش پایداری حرارتی آنزیم را می‌توان به فشردگی ساختار آن در حضور حلال فرازودگداز نسبت داد.

چکیده آسپارتیک پروتئازها(X.23.4.3EC( پیوند‌های پپتیدی را هیدرولیز می‌کنند، واکنشی که برای بسیاری از فرایند-های زیستی اساسی است.آسپارتیک پروتئازها در بیش‌تر قارچ‌ها و همه مهره‌داران به صورت زیموژن سنتز می‌شوند. پپسین خوک)3.4.23.1EC(، متعلق به خانواده آسپارتیک ‌پروتئاز‌ها است. پپسین یک پروتئاز معدی و یکی از سه آنزیم‌های اصلی هضم پروتئین در سیستم هضمی است . آنزیم پپسین به عنوان یک آنزیم صنعتی در صنایع غذایی است. در این مطالعه اثر غلظت های مختلف آلومینیوم در حضور و غیاب حلال های آلی( بوتانول، اتانول، 4،1 -بوتان‌دیول وگلیسرول) بر روی پایداری دمایی پپسین بررسی شد. نتایج حاصل از این مطالعه نمایانگر افزایش پایداری دمایی پپسین در حضور آلومینیوم و کاهش آن در حضور حلال های آلی( بوتانول، اتانول، 4،1 -بوتان‌دیول) می باشد، و پایداری دمایی پپسین در حضور گلیسرول نیز ثابت ماند. پایداری دمایی آنزیم پپسین در حضور حلال های آلی بوتانول،اتانول، 4،1 -بوتان‌دیول و گلیسرول با افزودن آلومینیوم نسبت به غیاب آن زیاد شد. یون‌های آلومینیوم از طریق برهمکنش های الکتروستاتیک و داتیو با گروه های کربوکسیلات اسیدهای آمینه آسپارتیک اسید و گلوتامیک اسید به ساختار پپسین متصل و سبب متراکم شدن ساختار آنزیم شده که منجر به افزایش پایداری دمایی پپسین شده است. علت افزایش پایداری دمایی پپسین در حضور آلومینیوم ناشناخته است. با استفاده از آلومینیوم می توان اثر ناپایدارکنندگی حلال های آلی را بر روی پپسین کاهش داد.

چکیده در صنعت از آنزیم گزایلوزیداز باکتری سلنوموناس رومینانتیوم (SXA) برای تجزیه گزایلان کمپلکس دیواره سلولی استفاده می شود. مهمترین کاربرد صنعتی این آنزیم، تجزیه دیواره سلولی بافیمانده های گیاهی برای تولید سوخت زیستی (Bioethanol) می باشد. یکی از مشکلات صنعتی در استفاده از SXA، پایداری حرارتی نسبتاً پایین آن در دماهای بیش از °C 50 می باشد. هر زیرواحد این آنزیم هموتترامر دارای 4 آمینو اسید سیستئین آزاد می باشد. به نظر می رسد که سیستئین آزاد 286 نقثی در فعالیت آنزیمی ندارد. برای بررسی اثر سیستئین آزاد بر پایداری حرارتی SXA، این آمینو اسید با جهش زایی هدفمند به والین تبدیل گردید. جهش یافته مورد نظر سپس وارد مخمر پیکیا پاستوریس گردید و پارامترهای کینتیکی و پایداری حرارتی گزایلوزیداز جهش یافته با تیپ وحشی مورد مقایسه قرار گرفت. درحالی که دمای بهینه، pH بهینه و کارآیی کاتالایتیکی آنزیم جهش یافته تاحدود زیادی شبیه تیپ وحشی بود، نیمه عمر SXA جهش یافته در دمای °C 55 حدود 65% بیشتر از آنزیم طبیعی به دست آمد (نیمه عمر SXA جهش یافته در دمای °C 55 حدود 14 دقیقه تعیین گردید در حالی که در مورد آنزیم طبیعی حدود 5/8 دقیقه می باشد). نتایج این تحقیق نشان داد که حذف سیستئین آزاد موجود در بخش های درونی و آب گریز SXA منجر به افزایش میان کنش های آب گریز بین زنجیره های جانبی آمینو اسیدهای مجاور آن می گردد که در نهایت سبب بهبود پایداری حرارتی آن می شود که می تواند برای کاربردهای این آنزیم در زیست فناوری بسیار مهم باشد.

چکیده مالتوژنیک آمیلازها زیرگروهی از خانواده آلفا-آمیلاز است که توانایی هیدرولیز چندین پیش‌ماده مانند نشاسته، پلولان و سیکلودکسترین‌‌ها (CDs) را دارد، ولی سیکلودکسترین‌‌ها را به بقیه ترجیح می‌‌دهد و برخلاف سایر آلفا-آمیلازها داخل سلولی است. از این آنزیم در فرایندهای صنعتی بسیاری مانند صنایع غذایی، تخمیر و داروسازی می‌توان استفاده کرد. اثر غلظت‌‌های مختلف یون‌‌های فلزیCa²⁺ وK⁺ بر پایداری حرارتی آنزیم در دمای C° 65 مشخص کرد که یون کلسیم سبب کاهش و یون پتاسیم موجب افزایش پایداری حرارتی می‌شود. بر اساس بررسی‌های پیشین مشخص شده است که غلظت‌‌های مختلف یون‌های یادشده باعث کاهش یا افزایش فعالیت آنزیم می‌‌شود. ساختار دوم آنزیم با دورنگ‌نمایی دورانی در حضور و نبود یون‌‌های کلسیم و پتاسیم بررسی شد که درصد ساختار α-هلیکس در غلظت‌‌های 1 و 10 میلی‌مولار یون کلسیم نسبت به نبود یون، کاهش داشت اما در غلظت 5 میلی‌مولار، درصد ساختار α-هلیکس، افزایش چشم‌گیری نسبت به نبود یون نشان داد. درصد ساختار α-هلیکس در غلظت‌‌های 1 و 5 میلی‌مولار یون پتاسیم نسبت به نبود این یون، افزایش و در غلظت 10 میلی‌مولار کاهش داشت؛ در غلظت 10 میلی‌مولار یون پتاسیم، افزایش رندوم کویل نسبت به نبود یون دیده شد. برای بررسی ساختار سوم پروتئین در حضور و نبود غلظت‌‌های فوق، از روش فلورسانس ذاتی (با برانگیختگی در طول موج 280 نانومتر) استفاده شد که نشان داد یون کلسیم در غلظت‌‌های 1 و 5 میلی‌مولار سبب افزایش و در غلظت 10 میلی‌مولار موجب کاهش ساختار سوم می‌‌شود. یون پتاسیم نیز در همه‌ی غلظت‌ها سبب افزایش ساختار سوم پروتئین می‌شود. نتایج اسپکتروسکوپی هم‌خوانی خوبی با نتایج مربوط به پایداری حرارتی دارد. محاسبه پارامترهای ترمودینامیکی نشان می‌‌دهد که اثر ناپایدارکنندگی کلسیم و پایدارکنندگی پتاسیم به ترتیب آنتالپیک (کاهش ΔH^#) و آنتروپیک (کاهش ΔS^#) است.

چکیده در آنزیم α -آمیلاز (BAA)B. amyloliquefaciens ، رزیدیوهای 185 – 177 (ناحیه I یا لوپ) سازنده بخشی از محفظة‌ (Cage) مسئول اتصال به کلسیم هستند. لوپ موجود در BAA دارای دو رزیدیو بیشتر از همتای ترموفیل خود یعنی α -آمیلاز (BLA) B. licheniformis می‌باشد و رزیدیوی Arg176 موجود در این بخش با Glu126 از ناحیة‌ II (رزیدیوهای 131 – 118) ایجاد یک پل نمکی می‌کند که این ارتباط در آنزیم BLA به واسطه جایگزینی‌های R176Q، E126V حذف گردیده است و از سویی پایداری حرارتی آنزیم BAA به میزان زیادی به یون کلسیم وابسته است. در این تحقیق، اثر پل نمکی در پایداری حرارتی آنزیم بررسی گردید و برای مشخص شدن اهمیت ساختاری و عملکردی پل نمکی مذکور، ابتدا مدل مولکولی آنزیم ΔE126 به طریقه تئوری ساخته شد و در ادامه موقعیت و اثرات رزیدیوهای دو منطقه I و II از طریق برنامه‌های GETAREA و WHAT IF مورد بررسی قرار گرفت و سپس جهش فوق به وسیله جهش‌زایی هدفمند در ژن BAA ایجاد شد و پایداری حرارتی آنزیم جهش یافته و وحشی با یکدیگر مقایسه گردید. نتایج حاصل از مدل مولکولی نشان داد که حذف پل نمکی از طریق اثر بر رزیدیوهای آبدوست و آبگریز موجود در دو منطقه I و II باعث افزایش نفوذ پذیری آنزیم به آب می‌گردد ونا پایداری حرارتی آنزیم جهش یافته نیز نتایج فوق را تأیید کرد. بنابراین وجود پل نمکی از طریق کاهش نفوذپذیری آنزیم به آب، مانع خروج کلسیم و غیرفعال شدن حرارتی آنزیم می‌گردد.