مقایسه فعالیت آنزیم های لاکتات دهیدروژناز بین تعدادی ازسویه های باکتریایی با استفاده از روشهای بیوانفورماتیکی و آزمایشگاهی

لاکتات دهیدروژناز یک آنزیم مهم در مسیر متابولیک بی هوازی است. این آنزیم متعلق به کلاس اکسیدوردوکتازها می باشد و عملکرد آن کاتالیز کردن تبدیل برگشت پذیر لاکتات به پیرووات با کاهش NAD+ به NADH و بالعکس است. این آنزیم در موجودات مختلفی از جمله گیاهان ، حیوانات و باکتری ها وجود دارد. اسید لاکتیک که توسط این آنزیم تولید می شود کاربرد های فراوانی در صنایع دارویی، پلیمر های زیست تخریب پذیر، صنایع غذایی، چرم ،کشاورزی، نساجی و پزشکی دارد. تاکنون میکرو ارگانیسم های فراوانی به عنوان تولید کننده اسید لاکتیک مشخص شده اند. درتحقیق حاضر برای یافتن بهترین سویه با بیشترین فعالیت آنزیم لاکتات دهیدروژناز برای تولید بیشتر اسید لاکتیک و هم چنین یافتن ارتباط ساختار و عملکرد آنزیم در آنها، سویه هایی از چهارجنس باکتری های باسیلوس، لاکتوباسیلوس، انتروکوکوس و اشریشیا تحت شرایط محدودیت اکسیژن و در محیط کشت MRS مایع کشت داده شدند. فلاسک های کشت به نحوی طراحی شدند که هنگام نمونه گیری هوا وارد فلاسک نگردد. سپس منحنی رشد هرکدام از باکتری ها رسم گردید و برای بررسی میزان تولید اسید لاکتیک توسط باکتری ها پس از ۱۲،۲۴، ۴۸ و۷۲ ساعت از کشت، از فلاسک ها نمونه گیری انجام شد و این نمونه ها پس از آماده سازی، توسط دستگاه کروماتوگرافی گازی سنجش شد. هم چنین برای تعیین غلظت اسید لاکتیک منحنی استاندارد اسید لاکتیک رسم گردید. مطابق نتایج بدست آمده باکتری های لاکتوباسیلوس و انتروکوکوس فاسیوم و اشریشیا کلای تقریبا به یک میزان و در انتهای فاز ساکن از منحنی رشد شان بیشترین میزان اسید لاکتیک را تولید نمودند و باکتری های باسیلوس بسیار کمتر از سه جنس دیگر اسید لاکتیک تولید کردند. بررسی های بیوانفورماتیکی به کمک سرور های,NCBI Expasy, ProtParam,GOR IV, BioSeq-Analysis ۲.۰ , MEME Suite وهم چنین نرم افزارهای Autodock vina و SPSS انجام شد. خصوصیات فیزیکی شیمیایی آنزیم نشان داد میزان آلفاهلیکس های این پروتئین در باسیلوس ها بسیار کمتراز سه جنس دیگر است و از لحاظ آماری تفاوت معناداری نشان می دهد اما در سه جنس دیگر اختلاف معناداری ندارد. هم چنین بررسی ترکیب سودو آمینواسیدی آنزیم با درنظر گرفتن سه پارامتر آبدوستی، آبگریزی و جرم با فعالیت آن و میزان تولید اسید لاکتیک ارتباط معناداری نشان نداد. مطالعات داکینگ مولکولی برای بررسی انرژی اتصال کوفاکتور و سوبسترا به آنزیم لاکتات دهیدروژناز در باکتری هایی از جنس باسیلوس، لاکتوباسیلوس ، انتروکوکوس و اشریشیا نیز انجام شد که تفاوت معناداری بین آنها نشان نداد که علت آن می تواند وجود جایگاه های حفاظت شده در این مناطق از آنزیم، در این جنس ها باشد. بنابراین می توان نتیجه گرفت باکتری های لاکتوباسیلوس، انتروکوکوس و اشریشیا دارای آنزیم های لاکتات دهیدروژناز باتعداد آلفاهلیکس های ساختاردوم بیشتر و در نتیجه فعالیت لاکتات دهیدروژناز بیشتر برای تولید اسید لاکتیک نسبت به باسیلوس ها می باشند.

کلیدواژه ها:

لاکتات دهیدروژناز ، اسیدلاکتیک ، کروماتوگرافی گازی ، بیوانفورماتیک ، داکینگ مولکولی