تاثير حلال هاي آلي بر فعاليت آنزيم پروتئاز سوبتيليزين كارلسبرگ

Effects of organic solvents on the enzyme activity of Subtilisin Carlsberg protease

پروتئازها يكي از مهمترين آنزيمهاي صنعتي هستند . سوبتيليزين يك سرين آلكالين پروتئاز است ، تحقيقات زيادي روي پايداري پروتئاز در حلال هاي آلي انجام شده است. زيرا اين آنزيمها كاربردهاي فراواني درحلالهاي آلي دارند.حلال آلي در سنتز پپتيد سودمند است براي انحلال سوبسترا و محصول نقش دارد اين تحقيق فعاليت و پايداري انزيم در غلظت مختلف حلال‌هاي آلي اتانول، دي‌متيل سولفواكسيد و هگزان بررسي شده است .به طوري كه آنزيم تحت اثر غلظت مختلف اتانول ، دي‌متيل سولفواكسيد (DMSO) و هگزان (0-60%) و غلظت هاي تركيبي 0 تا 10 درصد اين 3 حلال قرار گرفت، سپس سنجش فعاليت آنزيم با سوبستراي كازئين 0/6 درصد و با استفاده از معرف فولين–سيكالتو جذب در طول موج 660 نانومتر بررسي شد .نتايج نشان مي دهد كه 82 درصد فعاليت آنزيم سوبتيليزين بعد از 1 ساعت انكوباسيون آنزيم در 10 درصد حلال آلي در دماي 40 درجه حفظ شده است . فعاليت نسبي آنزيم با افزايش غلظت حلال آلي كاهش مي يابد .اثر كاهشي فعاليت آنزيم در حضور DMSO كمتر از اتانول و هگزان مي باشد.حلال هاي آلي بر ميان كنش هاي الكتروستاتيك پروتئين ها اثر مي گذارند چرا كه ثابت دي الكتريك آن ها با آب متفاوت است. به طور كلي كاهش خاصيت قطبي حلال و كاهش ثابت دي الكتريك سبب افزايش دافعه الكتروستاتيك شده و منجر به باز شدن ساختار پروتئين ها مي شود. از انجايي كه اتانول و هگزان اثر مهاري بيشتري بر فعاليت آنزيم سوبتيليزين دارد اثر مهاري فعاليت آنزيم با افزايش log P افزايش مي يابد. .

Proteases are one of the most important groups of industrial enzymes. They are extensively used in food, textile, detergent, pharmaceutical,and leather industries and especially as additives in laundry detergent industry. Subtilisin (EC 3.4.21.62) is important serine protease from Bacillus licheniformis. Extensive research has been conducted on the stability of proteases in organic solvents, because they have numerous applications in organic media. Organic solvents are advantageous in enzyme-catalyzed peptide synthesis, both to solubilize substrates and product and to manipulate reaction kinetics and equilibrium to increase product yield. In this study, the activity and stability of the subtilisin were investigated at different concentrations of organic solvent of ethanol , DMSO and n-hexane. For study of activity and stability of the subtilisin, it was treated with different concentrations of ethanol , n-hexane and DMSO (0-60%) and their combinations(0-10%), then was assayed at 0/65% of casein as substrate, after that Folin Ciocalteau reagent absorbance was measured at 660 nm.The results showed that subtilisin retained more than 82% of its initial activity after 1 h incubation with 10% organic solvent at 40ºC. Relative activity of the enzyme monotonically decreased with increasing concentration of this organic solvent . The reducing effect of DMSO on enzymatic activity was lower than ethanol and n-hexane. Organic solvents have effect on electrostatic interactions of proteins because their dielectric constant differs from water. In general reduction in solvent polarity and dielectric constant, lead to loosening the protein structure. Inhibitory effect of solvent on enzyme activity increases with LogP elevation, since hexane and ethanol has more inhibitory effect on subtilisin activity than DMSO