زیست فناوری

چکیده به‌کارگیری آنزیم‌ها در حلال‌های آلی از لحاظ صنعتی و بیوتکنولوژیکی بسیار حائز اهمیت است. اما حلال‌های آلی با تاثیر بر ساختار پروتئین‌ها و واسرشتگی آنها باعث کاهش فعالیت و پایداری آنزیم‌ها می‌شوند. برای رفع این مشکل می‌توان از روش‌های پایدارسازی پروتئین‌ها نظیر مهندسی پروتئین، تغییرات شیمیایی و به‌کاربردن افزودنی‌ها استفاده نمود. در این مطالعه سیستئین‌پروتئازی از شیرابه گیاه فیکوس یوهانیس تخلیص شد و فعالیت و پایداری پروتئاز در حضور حلال‌های مختلف مورد بررسی قرار گرفت. اثر ترهالوز، سوربیتول و ساکارز نیز بر فعالیت آنزیم در حضور حلال‌ها مطالعه شد. نتایج نشان داد حلال‌های آلی در غلظت‌های پایین باعث افزایش فعالیت آنزیم شده ولی با افزایش غلظت حلال‌ها فعالیت آنزیمی کاهش می‌یابد. اگرچه تا غلظت ۳۰% حلال‌ها، همچنان بیش از ۶۰% فعالیت آنزیم حفظ شده است. نتایج مطالعات پایداری پروتئاز نشان‌دهنده پایداری قابل توجه آنزیم نسبت به حلال‌های آلی است، به‌طوری که در حضور ۵۰% تمامی حلال‌ها، آنزیم همچنان ۹۰% پایداری‌ا‌ش را حفظ کرده است. بررسی اثر افزودنی‌ها نشان داد قندها موجب بهبود فعالیت آنزیم می‌شوند و بیشترین اثر حفظ فعالیت آنزیم مربوط به ترهالوز بود. با توجه به روش تخلیص آسان و فعالیت و پایداری قابل توجه پروتئاز مورد مطالعه در حضور حلال‌ها، این آنزیم برای استفاده در صنایع مختلف به‌خصوص سنتز پپتید پیشنهاد می‌شود.

چکیده پروتئازهای مقاوم به حلال‌های آلی بیش از دو دهه است که به میزان زیادی مورد توجه قرار گرفته است. پروتئازها قادر به کاتالیز واکنش‌ها در محیط‌های آلی هستند، به همین دلیل پایداری آنزیم در حضور حلال‌های آلی حائز اهمیت است. در این پژوهش از آب چشمه قینرجه در ایران باکتری جداسازی شد که قادر به تولید پروتئاز مقاوم به حلال‌های آلی است. غربالگری سویه مولد پروتئاز از طریق کشت در محیط اسکیم‌میلک آگار و سنجش قطر هاله انجام شد. سنجش فعالیت آنزیمی به روش هیدرولیز کازئین به‌عنوان سوبسترا صورت گرفت. باکتری که دارای بیشترین فعالیت پروتئازی بود براساس توالی‌یابی ۱۶S rDNA، ویژگی‌های مورفولوژیکی و بیوشیمیایی شناسایی شد. اثر حلال‌های آلی، دما، pH و سدیم‌کلرید بر فعالیت پروتئازی مورد سنجش قرار گرفت. سویه جداسازی‌شده با مطالعه نتایج حاصل از تعیین توالی، خصوصیات مورفولوژیکی و بیوشیمیایی به‌عنوان سویه جدیدی از Brevibacillus borstelensis شناسایی شد که قادر به تولید پروتئاز برون‌سلولی مقاوم به حلال‌های آلی با فعالیت آنزیمی ۰/۵۳واحد بر میلی‌لیتر است. پروتئاز تولیدشده پس از ۲ساعت انکوباسیون در °C۳۰، در طیف وسیعی از حلال‌های آلی قادر به فعالیت بود و بیشترین فعالیت پروتئولیتیک آن در حضور ۲۵% ایزوپروپانول مشاهده شد. بررسی ویژگی‌های بیوشیمیایی آنزیم نشان داد که پروتئاز تولیدشده در pH برابر ۹ و دمای ˚C۶۰ بیشترین فعالیت را داشته است. نتایج حاضر نشان داد که پروتئاز جداسازی‌شده دارای ویژگی‌های برجسته‌ای مانند فعالیت و پایداری نسبت به شرایط قلیایی و حلال‌های آلی است که برای استفاده در صنایع بیوتکنولوژی مختلف کاربرد دارد.

چکیده اهداف: پروتئیناز K یک اندوپپتیداز خارج سلولی است که توسط قارچ تریتیراچیوم آلبوم لیمبر (Tritirachum album Limber) ترشح می‌شود و متعلق به رده سرین‌اندوپپتیدازها است. این آنزیم در مطالعات مربوط به پروتئین‌ها کاربرد دارد. هدف مطالعه حاضر بررسی اثر اوره، گوانیدین‌هیدروکلراید و سه حلال آلی متانول، اتانول و ایزوپروپانول بر فعالیت سینتیکی آنزیم پروتئیناز K بود.
مواد و روش‌ها: در مطالعه تجربی حاضر مطالعات سینتیکی با دستگاه اسپکتروفتومتر UV-Vis، در دمای °C۴۰، pH برابر ۷/۴ و غلظت‌های مختلف سوبسترا، اوره و گوانیدین‌هیدروکلراید انجام شد.
یافته‌ها: اوره در غلظت‌های یک و ۲‌مولار موجب کاهش V_max و K_m آنزیم شد، ولی در غلظت‌های بالاتر مانند ۳ و ۴مولار فعالیت آنزیم را افزایش داد. گوانیدین‌هیدروکلراید بر فعالیت آنزیم اثر مهارکنندگی داشت، به‌طوری که در غلظت‌های یک، ۲ و ۳‌مولار موجب کاهش در V_max و K_mشد و به‌عنوان مهارکننده نارقابتی برای آنزیم عمل کرد. حلال‌های آلی متانول، اتانول و ایزوپروپانول در غلظت‌های پایین اثر فعال‌کنندگی و در غلظت‌های بالا اثر مهاری بر فعالیت سینتیکی آنزیم پروتئیناز K داشتند.
نتیجه‌گیری: اوره در غلظت‌های پایین اثر مهاری و از غلظت ۲مولار به بالا اثر فعال‌کنندگی بر فعالیت آنزیم دارد، ولی گوانیدین‌هیدروکلراید در تمامی غلظت‌ها اثر مهاری نشان می‌دهد و می‌توان از آن به‌عنوان یک مهارکننده آنزیم نام برد. اثر حلال‌های آلی متانول، اتانول و ایزوپروپانول روی فعالیت آنزیم پروتئیناز K به درصد حجمی- حجمی آنها بستگی دارد؛ آنها در درصد‌های پایین باعث فعال‌شدن آنزیم می‌شوند، ولی در درصدهای بالا اثر مهاری دارند، به‌طوری که متانول زیر ۳۰%، اتانول و ایزوپروپانول کمتر از ۵۰% آنزیم را فعال می‌کنند.

چکیده در این پژوهش از فلور میکروبی چشمه آب معدنی دوساری واقع در شهرستان جیرفت، یک سویه باسیلوس شناسایی شد که در محیط اختصاصی کازئین آگار واجد فعالیت پروتئازی بود. این باکتری بر اساس تست‌های میکروبی- بیوشیمیایی و توالی‌یابی ژن 16S rRNA به عنوان B. Pumilus (KHB3) شناخته شد. به منظور تولید آنزیم، سویه موردنظر به مدت 48 ساعت در محیط مایع اختصاصی رشد داده شد. محیط کشت پس از رسوب دهی با سولفات آمونیوم (85 درصد) و دیالیز با ستون کروماتوگرافی تبادل یونیQ -سفاروز به طور نسبی خالص-سازی شد. ویژگی‌های بیوشیمیایی پروتئاز KHB3 در دماهای مختلف، pH‌های مختلف، یون‌ها و شوینده‌ها مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان دادند که آنزیم حداکثر فعالیت و پایداری را در 0/8 ‌pH نشان می‌دهد. این پروتئاز در حضور غلظت های 0/1 و 5/1 مولار NaCl حدود 100 درصد فعالیت خود را حفظ کرده است. در حضور یون‌های MnSO4 و FeSO4 به ترتیب 33 و 10 درصد افزایش فعالیت نسبت به عدم حضور یون را نشان می‌دهد. این پروتئاز حداقل 45 درصد فعالیت و پایداری خود را در حضور شوینده‌های تجاری حفظ کرده است. علاوه بر این، در حضور شوینده بانو حدود 12 درصد افزایش در فعالیت پروتئازی نشان می‌دهد. فعالیت و پایداری در pH‌های قلیایی، حلال‌های آلی و شوینده‌ها پتانسیل قابل توجه این آنزیم را برای استفاده در صنایع مختلف از جمله صنعت شوینده نشان می‌دهد.