Studies in Medical Sciences

fa افزایش ویژگی‌های عملیاتی آنزیم اندوگلوکاناز از طریق تغییر اسیدآمینه‌ای IMPROVEMENT OF ENDOGLUCANASE ENZYME OPERATING PROPERTIES BY MUTATION IN AMINO ACID آناتومی آناتومی پژوهشي(توصیفی- تحلیلی) Research پیش زمینه و هدف: اقتصادی‌ترین نوع اتانول تولیدی بیواتانول می‌باشد که از مواد گیاهی سلولزی که ارزان قیمت و تجدیدپذیر هستند تهیه می‌گردد. در طی این روند ژن سلولاز در اختیار مخمر قرار می‌گیرد و توسط آن به خارج از محیط سلول ترشح می‌گردد سپس بافت‌های سلولزی توسط این آنزیم به گلوکز تجزیه می‌شوند و توسط مخمر تخمیر شده و تولید اتانول می‌کنند. هدف این مطالعه این است که با استفاده از فن جهش‌زایی هدفمند جهشی در ژن آنزیم سلولاز اعمال شود به طوری که آنزیم جدید نسبت به آنزیم اصلی قابلیت‌های صنعتی بالاتری داشته باشد.مواد و روش‌ها: برای این منظور ژن آنزیم مذکور با ترجیح کدونی مخمر طراحی و در داخل پلاسمید کلونینگ قرار گرفت. سپس توسط فن جهش‌زایی هدفمند جهشی در ژن اعمال گردید و سپس ژن موجود در پلاسمید برای تکثیر به داخل باکتری کلون شد، بعد از استخراج پلاسمید با استفاده از آنزیم‌های محدود کننده ژن از پلاسمید کلونینگ جدا و به پلاسمید بیانی متصل گردید در مرحله بعد با کمک الکتروپوریشن به داخل مخمر انتقال پیدا کرد و بعد از بیان پروتئین مورد نظر توسط مخمر خصوصیات آنزیمی از جمله pH و دمای اپتیمم، ثابت ویژگی و مقاومت حرارتی آن‌ها بررسی گردید. یافته‌ها: جهش اعمال شده تأثیری بر روی دما و pH اپتیمم نداشته ولی باعث بهبود ثابت ویژگی و مقاومت حرارتی آنزیم گردید.بحث و نتیجه گیری: بهبود دو ویژگی عملیاتی آنزیم در کنار ثابت بودن سایر خصوصیات آن منجر به تولید آنزیم جدیدی شده است که قابلیت بیشتری برای تولید محصول دارد و در نهایت می‌تواند منجر به بهبود تولید اتانل در مقیاس صنعتی گردد. Background & Aims : Ethanol produced from plant cellulose is called bioethanol and is recognized as a unique sustainable liquid fuel with powerful economic and environmental effects. In the present study we aimed at integrate a cellulase gene in to yeast genome to have the enzyme secreted out of the cell. Subsequently cellulose is depredated to glucose by the enzyme, and then it is ferment to ethanol. Materials & Methods : Using site directed mutagenesis, one of free cysteines was replaced by a valine residue. The gene with codon optimization in respect to pichia pastoris was sub-cloned in to cloning plasmid, then for amplification it was transformed into E. coli. The plasmid was extracted and excised by restriction enzyme and then was sub-cloned in to expression vector. In the next step using electroporation, gene was transferred in to yeast and recombinant protein was expressed. Enzyme properties like temperature and pH optimum, specific activity, specific constant, and thermostability survived were assessed. Result : Applied mutation did not have any effect on features like pH and temperature optimum but it led to an improvement in catalytic efficiency and thermostability. Conclusion : The mutant enzyme has better properties for industrial application. SOURCE: URMIA MED J 2013: 24(10): 838 ISSN: 1027-3727 جهش‌زایی هدفمند، کلونینگ، بیواتانل، بیوتکنولوژی آنزیمی، مهندسی پروتئین Site direct mutagenesis, Cloning, Bioethanol, Enzymatic biotechnology, Protein engineering 831 838 http://umj.umsu.ac.ir/browse.php?a_code=A-10-582-420&slc_lang=fa&sid=1 Navid Pourzardosht نوید پورزردشت pourzardosht@yahoo.com 370031947532846008513 370031947532846008513 Yes Clinical Biochemistry Department, Medical Sciences Faculty, Tarbiat Modares University دانشگاه علوم پزشکی شهید بهشتی، دانشکده پزشکی، گروه بیوشیمی Bahram Yaghmaei بهرام یغمایی 370031947532846008514 370031947532846008514 No Department of Biochemistry, Faculty of Medicine, Shahid Beheshti University of Medical Sciences ، دانشگاه علوم پزشکی شهید بهشتی Ali Akbaradeh ،علی اکبرزاده 370031947532846008515 370031947532846008515 No National Institute of Genetic Engineering and Biotechnology پژوهشگاه مهندسی ژنتیک و زیست فناوری