---

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(I۲۳۲R - E۳۵۴R/Arg۳۵۶) بررسی شد. بدین منظور،آنزیم‌های وحشی و جهش‌یافته در BL۲۱ 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.

---

با توجه به نقش مهم آنزیم­ها در تسهیل عملکرد فرایند­های مختلف، استفاده از آن­ها در اغلب صنایع  بسیار مورد توجه است. درصد بسیار پایینی از میکروارگانیسم­های تولید کننده­ی آنزیم­های جدید در محیط آزمایشگاهی قابل کشت می­باشند، این درحالی است که متاژنوم منبع عظیمی از اطلاعات ژنتیکی آنزیم­های ناشناخته را می­تواند در اختیار ما قرار دهد. با توجه به اهمیت استفاده از آنزیم­ها در صنایع گوناگون، آنزیم­هایی با ساختار پایدار و مقاوم در برابر حرارت، کاربرد و عملکرد بهتری را نشان می­دهند و تحقیقات زیادی در زمینه­ی شناسایی و تولید آن­ها به صورت پیوسته صورت گرفته است.
در این پژوهش با استفاده از روش­های محاسباتی، پیشگویی تعیین ساختار و استفاده از توالی آنزیم­های زایلاناز مستخرج از داده­های متاژنوم شکمبه­ی گوسفند، آنزیم زایلانازی با ساختار بسیار مقاوم  شناسایی و به صورت نوترکیب تولید شد. آنزیم زایلاناز نوترکیب مقاوم به حرارت، PersiXyn۵ نام­­گذاری شده و از DNA استخراج شده از محتویات شکمبه گوسفند کلون و در باکتری E.coli بیان و خالص گردید. فعالیت ویژه و پارامترهای کینتیکی K_m و V_max برای این آنزیم محاسبه شده و فعالیت بهینه این آنزیم در دمای ۸۰ درجه سانتی­گراد و pH ۸ مشاهده شد. آنزیم زایلاناز نوترکیب جدید پس از ۲ ساعت تیمار در دمای ۹۰ درجه سانتی­گراد ۵۸ درصد فعالیت خود را حفظ کرد. با توجه به اینکه آنزیم زایلاناز مورد مطالعه مقاوم در دمای بالا و فعال در محیط قلیایی است برای استفاده در صنایع کاغذسازی، تهیه­ی خوراک طیور و تولید سوخت زیستی مناسب می­باشد.