شناسایی ژن آنزیم سلولاز از فلور میکروبی منطقه آتشفشانی تفتان و مهندسی منطقی آن به منظور افزایش پایداری حرارتی: یک مطالعه آزمایشگاهی- محاسباتی

امروزه استفاده از آنزیم های سلولاز یکی از ضروری ترین مراحل در بسیاری از صنایع مهم به شمار می رود. با این حال یافتن سلولازهای طبیعی مقاوم به گرما بسیار به سختی قابل انجام است. لذا تولید آنها با روش های دیگر مانند مهندسی منطقی، یکی از راه های نوید بخش است. در این پژوهش ابتدا نمونه ای از فلور میکروبی منطقه آتشفشانی تفتان تهیه گردید و در ادامه یک سویه با قابلیت تولید بالا سلولاز در محیط کشت از آن شناسایی شد. سپس با استفاده از روش های مولکولی توالی ژن ۱۶srRNA به منظور شناسایی سویه باکتری و ژن آنزیم سلولاز به منظور هدف اصلی تحقیق تعیین گردید. در مرحله بعد مدل سازی همولوژی آنزیم سلولاز مربوطه با استفاده الگوی بدست آمده از سرور alphafold انجام پذیرفت و کیفیت مدل برای انجام مراحل بعدی پروژه ارزیابی گردید. براساس نتایج حاصله سویه تولید کننده Acidothermus cellulolyticus تعیین شد که یکی از بهترین سویه های تولید کننده این نوع آنزیم است. آنزیم سلولاز بدست آمده از این باکتری دارای اندازه ۶۲۹ آمینواسید و وزن مولکولی ۶۷,۲۷۵ کیلودالتون و pH ایزوالکتریک ۸ تولید می نماید. این آنزیم دارای ۴ جهش منحصر به فردx۱۰۰y ، q۱۰۱w، s۲۱۲rو d۲۱۳w است که در هیچکدام از توالی های موجود در دیتابیس دیده نشده است. مدل سه بعدی ساخته شده دارای کیفیت بالای ساختاری بود که بسیار مناسب برای مرحله بعدی که جهش سازی است می باشد.

کلیدواژه ها:

باکتری ترموفیل ، ژن آنزیم سلولاز ، پایداری حرارتی ، روش های آزمایشگاهی ، رویکرد های بیوانفورماتیکی