مهندسی آنزیم آزوریداکتاز جهت ایجاد تغییرات ساختاری در جایگاه فعال و بهبود تمایل اتصالی آن به رنگ های آزو

مقدمه: مقادیر فراوانی از رنگ ها از جمله رنگ های آزو با پیوند پایدار، از صنایع نساجی و محصولات مشتق شده از نفت به طور مستقیم وارد فاضلاب می شوند و حذف آنها تنها با زیست پالایی قابل انجام است. در این پژوهش با استفاده از ابزارهای بیوانفورماتیکی در ساختار آنزیم آزوریداکتاز جهت بهبود عملکرد آن در تجزیه این رنگ ها از جمله رنگ قرمز متیل تغییراتی ایجاد شده است.مواد و روش ها: توالی اسید آمینه آنزیم آزوریدوکتاز از پایگاه داده ی UniProt به دست آمد. با استفاده از ابزارهای مد ل سازی ساختار سه بعدی پیشبینی و ایجاد شد و با استفاده از وب افزار Qmean بهترین مدل تعیین گردید. از آنجایی که توالی جایگاه فعال این آنزیم به جایگاه فعال مختص باکتری باسیلوس اسمیتی (Bacillus Smithii) نزدیک بود با استفاده از وب افزار PyRx، عمل داک سوبسترا (قرمز متیل) با مدل سه بعدی جایگاه فعال انجام و پس از تعیین بهترین حالت جفت شدگی آنزیم با سوبسترا، بررسی جهش زایی انجام شد. کاندیدهای جهش زایی در محل جایگاه فعال با روش هم ردیفی توالی مشخص شد و جهش ها پس از اعمال از جهت تغییر در انرژی اتصال و شبکه ی برهم کنشی مورد بررسی قرار گرفت.نتایج: مدل ایجاد شده توسط Robetta برای توالی تحت شناسه ی Q۹X۴K۲ به عنوان بهترین ساختار انتخاب شد. نتایج جهش زایی و بررسی انرژی و پلات جهش نشان داد، بهترین جهش تبدیل پرولین ۱۳۲ به سرین بوده و موجب کاهش انرژی اتصال مقدار kcal/mol ۹/۶- به مقدار kcal/mol ۴/۷-می گردد. به علاوه با بررسی شبکه برهم کنشی در پروتئین جهش یافته یک پیوند هیدروژنی جدید ایجاد شده است.نتیجه گیری: انرژی اتصال پایین تر بین آنزیم و قرمز متیل به معنی تمایل بیشتر آنزیم به سوبسترا بوده و بنابراین منجر به بهبود عملکرد آنزیم در تجزیه رنگ های آزو خواهد بود.مقدمه: مقادیر فراوانی از رنگ ها از جمله رنگ های آزو با پیوند پایدار، از صنایع نساجی و محصولات مشتق شده از نفت به طور مستقیم وارد فاضلاب می شوند و حذف آنها تنها با زیست پالایی قابل انجام است. در این پژوهش با استفاده از ابزارهای بیوانفورماتیکی در ساختار آنزیم آزوریداکتاز جهت بهبود عملکرد آن در تجزیه این رنگ ها از جمله رنگ قرمز متیل تغییراتی ایجاد شده است. مواد و روش ها: توالی اسید آمینه آنزیم آزوریدوکتاز از پایگاه داده ی UniProt به دست آمد. با استفاده از ابزارهای مد ل سازی ساختار سه بعدی پیشبینی و ایجاد شد و با استفاده از وب افزار Qmean بهترین مدل تعیین گردید. از آنجایی که توالی جایگاه فعال این آنزیم به جایگاه فعال مختص باکتری باسیلوس اسمیتی (Bacillus Smithii) نزدیک بود با استفاده از وب افزار PyRx، عمل داک سوبسترا (قرمز متیل) با مدل سه بعدی جایگاه فعال انجام و پس از تعیین بهترین حالت جفت شدگی آنزیم با سوبسترا، بررسی جهش زایی انجام شد. کاندیدهای جهش زایی در محل جایگاه فعال با روش هم ردیفی توالی مشخص شد و جهش ها پس از اعمال از جهت تغییر در انرژی اتصال و شبکه ی برهم کنشی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج: مدل ایجاد شده توسط Robetta برای توالی تحت شناسه ی Q۹X۴K۲ به عنوان بهترین ساختار انتخاب شد. نتایج جهش زایی و بررسی انرژی و پلات جهش نشان داد، بهترین جهش تبدیل پرولین ۱۳۲ به سرین بوده و موجب کاهش انرژی اتصال مقدار kcal/mol ۹/۶- به مقدار kcal/mol ۴/۷-می گردد. به علاوه با بررسی شبکه برهم کنشی در پروتئین جهش یافته یک پیوند هیدروژنی جدید ایجاد شده است. نتیجه گیری: انرژی اتصال پایین تر بین آنزیم و قرمز متیل به معنی تمایل بیشتر آنزیم به سوبسترا بوده و بنابراین منجر به بهبود عملکرد آنزیم در تجزیه رنگ های آزو خواهد بود.