افزایش پایداری حرارتی آنزیم گزایلوزیداز باکتری Selenomonas ruminantium با حذف آمینو اسید سیستئین آزاد ۲۸۶ درون ساختار پروتئین

در صنعت از آنزیم گزایلوزیداز باکتری سلنوموناس رومینانتیوم (SXA) برای تجزیه گزایلان کمپلکس دیواره سلولی استفاده می شود. مهمترین کاربرد صنعتی این آنزیم، تجزیه دیواره سلولی بافیمانده های گیاهی برای تولید سوخت زیستی (Bioethanol) می باشد. یکی از مشکلات صنعتی در استفاده از SXA، پایداری حرارتی نسبتا پایین آن در دماهای بیش از °C ۵۰ می باشد. هر زیرواحد این آنزیم هموتترامر دارای ۴ آمینو اسید سیستئین آزاد می باشد. به نظر می رسد که سیستئین آزاد ۲۸۶ نقثی در فعالیت آنزیمی ندارد. برای بررسی اثر سیستئین آزاد بر پایداری حرارتی SXA، این آمینو اسید با جهش زایی هدفمند به والین تبدیل گردید. جهش یافته مورد نظر سپس وارد مخمر پیکیا پاستوریس گردید و پارامترهای کینتیکی و پایداری حرارتی گزایلوزیداز جهش یافته با تیپ وحشی مورد مقایسه قرار گرفت. درحالی که دمای بهینه، pH بهینه و کارآیی کاتالایتیکی آنزیم جهش یافته تاحدود زیادی شبیه تیپ وحشی بود، نیمه عمر SXA جهش یافته در دمای °C ۵۵ حدود ۶۵% بیشتر از آنزیم طبیعی به دست آمد (نیمه عمر SXA جهش یافته در دمای °C ۵۵ حدود ۱۴ دقیقه تعیین گردید در حالی که در مورد آنزیم طبیعی حدود ۵/۸ دقیقه می باشد). نتایج این تحقیق نشان داد که حذف سیستئین آزاد موجود در بخش های درونی و آب گریز SXA منجر به افزایش میان کنش های آب گریز بین زنجیره های جانبی آمینو اسیدهای مجاور آن می گردد که در نهایت سبب بهبود پایداری حرارتی آن می شود که می تواند برای کاربردهای این آنزیم در زیست فناوری بسیار مهم باشد.

کلیدواژه ها:

β- Xylosidase ، Selenomonas ruminantium ، free cysteine ، thermostability ، mutagenesis ، β- گزایلوزیداز ، سلنوموناس رومینانتیوم ، سیستئین آزاد ، پایداری حرارتی ، جهش زایی هدفمند