چکیده فرایند بیولومینسانس، یک پدیده گسترده در طبیعت بوده و آنزیم­های لوسیفرازی در بخش­هایی گسترده­ای از حیات شناسایی شده­اند اما آنزیم لوسیفراز شناسایی شده در خانوادهlampyrid به دلیل ویژگی­های برتر کاربردهای زیستی گسترده­ای یافته است. به تازگی، کلونینگ یک ژن جدید از آنزیم لوسیفراز کرم شب تاب ایرانی با نام Lampyroidea maculata گزارش شده است. در این مطالعه، در این مطالعه، آنالیز کدونهای نادر از ژن لوسیفراز حشره شب­تاب ایرانی با استفاده از پایگاههای محاسباتی ATGme، RACC،LaTcOm و Sherlocc مورد مطالعه قرار گرفت. همچنین، فرایند مدل­سازی ساختاری این آنزیم انجام شد. در ادامه، وضعیت این کدون­های نادر در این مدل ساختاری به کمک نرم­افزارهای SPDBV و PyMOL مورد مطالعه قرار گرفت. جایگاه اتصال سوبسترا در دهانه فعال آنزیم به کمک نرم­افزارهای داکینگ AutoDock Vina بررسی شد. به کمک مدل­سازی مولکولی، برخی از کدون­های نادر شناسایی شدند که ممکن است نقش مهمی در ساختار و عملکرد این آنزیم داشته باشند. فرایند داکینگ مولکولی به کمک AutoDock Vina انجام شد و Asp⁵³¹ را که در اتصال به لوسیفرین و AMP نقش دارد شناسایی شد. این آنالیزهای بیوانفورماتیکی نقش مهمی در طراحی داروهای جدید دارد.

چکیده لوسیفراز حشره شب‌تاب P. py یک آنزیم پراکسیزومی است که موجب تبدیل سوبسترای هتروسیکلیک لوسیفرین به یک حدواسط اکسی‌لوسیفرین در حضور Mg^+۲–ATP و اکسیژن مولکولی می‌شود. اکسی‌لوسیفرین برانگیخته با نشر نور مریی به حالت پایه می‌رسد. لومینسانس به دلایل متعددی از جمله سرعت سنجش، حساسیت بالا و آسان‌بودن روش کار، کاربرد وسیعی دارد. برخلاف کاربرد متعدد، لوسیفراز در برابر تغییرات فیزیکی و شیمیایی بسیار حساس است بنابراین حساسیت و دقت آن کاهش می‌یابد. لوسیفراز در برابر دماهای بالا و هضم پروتئولیتیکی بسیار ناپایدار است. براساس مطالعات قبلی، با پروتئولیز محدود این آنزیم توسط تریپسین، شش جایگاه برش در دو ناحیه سطحی پروتئین واقع در دمین انتهای N شناسایی شد ۲۲۰-۲۰۶ (شامل K۲۰۶، R۲۱۳ و R۲۱۸) و ۳۴۱-۳۲۹ (شامل K۳۲۹، R۳۳۰ و R۳۳۷). در این مطالعه، جهش‌زایی هدفدار در ناحیه R۳۳۰ صورت گرفت که آرژنین با گلوتامین جایگزین شد و اثر آن بر ساختار و عملکرد لوسیفراز مورد بررسی قرار گرفت. براساس نتایج پروتئولیز محدود، این جهش تاثیر قابل توجهی نسبت به نمونه وحشی نداشت اما چندین تغییر مانند تغییر pH اپتیمم از ۵/۷ به ۸ و افزایش غیرفعال‌شدن حرارتی در خصوصیات آنزیم ایجاد کرد. براساس نتایج، اگرچه آرژنین ۳۳۰ یک رزیدوی حفاظت‌شده است ولی روی پایداری در برابر هضم پروتئولیتیکی تریپسین تاثیری نداشت.

چکیده اهداف: احتمال برقراری میان‌کنش‌های الکتروستاتیک به‌علت فراوانی رزیدوهای باردار آب‌دوست به‌ویژه آرژنین به‌عنوان مهم‌ترین فاکتور پایدارکننده دمایی آنزیم‌های گرمادوست مطرح شده است. هدف این مطالعه، مقایسه پایداری ترمودینامیک و بازتاخوردگی سینتیک آنزیم لوسیفراز گونه ایرانی و برخی جهش‌یافته‌های آن بود.
مواد و روش‌ها: در مطالعه تجربی حاضر، پایداری گرمایی و نحوه بازتاخوردگی آنزیم لوسیفراز گونه ایرانی لامفیریس ترکستانیکوس و ۳ جهش‌یافته ERR, ERR/I۲۳۲R, ERR/Q۳۵R/I۱۸۲R/I۲۳۲R توسط تکنیک‌های مختلف اسپکتروسکوپی بررسی شد. ‌به‌منظور بیان بالای پروتئین‌ها یک تک‌‌کلونی ‌از هر یک از نمونه‌ها انتخاب و ‌به ۱۰میلی‌لیتر محیط ‌کشت LB دارای کانامایسین با غلظت ۵۰میکروگرم بر میلی‌گرم تلقیح و در دمای C°‌۳۷ و با هوادهی مطلوب به‌مدت ۱۵-۱۲ ساعت انکوبه شد. ‌به‌منظور تهیه محتوای سلولی از باکتری‌ها، محیط کشت القاشده به‌مدت ۵ دقیقه‌ در ۵۰۰۰گرم و دمای C°‌۴ سانتریفوژ شد. نتایج از طریق مطالعات با روش‌های طیف‌سنجی دورنگ‌نمایی دورانی در ناحیه دور، نزدیک و فلورسانس ذاتی، مطالعات کالریمتری روبشی تفاضلی (DSC) و آزمایش‌های سینتیکی با استفاده از تکنیک جریان متوقف مبتنی بر فلوئورسانس به دست آمد.
یافته‌ها: همراه با افزایش تعداد رزیدوی آرژنین در سطح پروتئین، پایداری و فشردگی ساختاری آنزیم‌های جهش‌یافته در مقایسه با آنزیم وحشی افزایش یافته و ترموگرام‌های حاصل از مطالعات کالریمتری روبشی تفاضلی نیز بیانگر افزایش اندکی در T_m و آنتالپی کالریمتری پروتئین‌های جهش یافته نسبت به پروتئین وحشی بودند.
نتیجه‌گیری: ثابت سرعت بازتاخوردگی آنزیم‌های جهش‌یافته نسبت به نوع وحشی افزایش پیدا کرده است. بهبود پارامترهای ترمودینامیک و سینتیک ناشی از بهبود میان‌کنش‌های الکترواستاتیک است که منجر به درجه بالاتری از فشردگی و تراکم ساختاری می‌شود.

چکیده لوسیفراز حشره شب‌تاب، یک آنزیم مولد نور است که در زمینه‌های مختلف بیوتکنولوژی و زیست‌شناسی مولکولی استفاده می‌شود. لوسیفراز کاربردهای گسترده‌ای در بسیاری از حوزه‌های آنالیز ژنتیکی نظیر ردیابی بیان ژن، سنجش ژن گزارشگر و مطالعات پروتئومیکس نظیر برهمکنش‌های پروتئین- پروتئین دارد. علیرغم مزیت هایی که این آنزیم دارد، محدودیت هایی نیز در سامانه های مبتنی بر لوسیفراز وجود دارد که مهم ترین آن ها پایداری پایین آنزیم است. یکی از جدیدترین روش هایی که برای حل این مشکل توسعه یافته است، استفاده از حلال های بسا زودگداز(DES) می باشد. یک گروه از حلال های بسا زودگداز از نمک آلی همراه با یک دهنده هیدروژن ساخته می شود که به سبب آن، پیوندهای هیدروژنی درون مولکولی باعث کاهش نقطه ذوب آن نسبت به هر یک از ترکیبات سازنده می باشد. در تحقیق حاضر، اثرات این حلال را روی ویژگی های سینتیکی آنزیم لوسیفراز Lampyris turkestanicus وحشی و جهش‌یافته(I232R - E354R/Arg356) بررسی شد. بدین منظور،آنزیم‌های وحشی و جهش‌یافته در BL21 بیان گردید و پروتئین‌های مورد نظر از طریق کروماتوگرافی تمایلی تخلیص و برای مطالعات سینتیکی استفاده شد. در اینجا، از حلال کولین کلراید:گلیسرول به عنوان حلال بسازودگداز استفاده گردید. با توجه به نتایج، پایداری دمایی لوسیفراز وحشی در حلال DES نسبت به جهش یافته بسیار بیشتر است. همچنین، فعالیت باقیمانده هر دو آنزیم وحشی و جهش یافته در حضور حلال DES نسبت به عدم حضور آن بیشتر است.