اثر يون‌هاي فلزي بر فعاليت، پايداري و ساختار آسپارتيك‌پروتئاز خالص‌شده از ميوه گياه پنيرباد

Effect of Metal Ions on Activity, Stability, and Structure of Purified Aspartic Protease from Paneerbad

ميوه گياه پنيرباد (Withania coagulans) سرشار از پروتئازهاي اسيدي است و عصاره آبي آن از ديرباز براي توليد پنير استفاده شده است. با اين وجود، مطالعات اندكي در خصوص خالص‌سازي و تعيين خصوصيات بيوشيميايي اين آنزيم صورت گرفته است. از جمله شرايط مهم براي استفاده صنعتي از آنزيم مي‌توان به دو مورد شامل پايداري آنزيم نسبت به يون‌هاي فلزي و عدم نياز به يون براي پايداري و عملكرد اشاره كرد. بر اين اساس، در اين پژوهش، تاثير غلظت‌هاي مختلف انواع يون‌هاي فلزي بر فعاليت، پايداري و تا حدي بر خصوصيات ساختاري پروتئاز خالص‌شده مورد مطالعه قرار گرفت. با توجه به نتايج به‌دست‌آمده مشاهده شد كه آنزيم نسبت به سديم‌كلريد و كلسيم‌كلريد نسبتاً پايدار است، ولي با افزايش بيشتر غلظت اين نمك‌ها پايداري و فعاليت آنزيم به تدريج كاهش مي‌يابد. همچنين، مشاهده شد كه آنزيم نسبت به انواع يون‌هاي فلزي در غلظت‌هاي پايين پايدار است و تنها Hg2+ فعاليت و پايداري آنزيم را به‌طور قابل ملاحظه‌اي كاهش مي‌دهد. با مطالعه نقش Ca2+ در پايداري دمايي آنزيم مشخص شد كه اين يون هيچ نقشي در پايداري بالاي آنزيم در دماي °C67 ندارد. علاوه بر اين، با بررسي تاثير يون‌هاي فلزي بر طيف فلوئورسانس ذاتي آنزيم مشاهده شد كه تمامي يون‌هاي آزمايش‌شده شدت نشر را افزايش و موجب انتقال طول موج ماكزيمم به طول موج‌هاي كوتاه‌تر شدند. در مجموع نتايج حاصل از اين مطالعه نشان از پايداري بالاي اين آنزيم در مقابل انواع يون‌هاي فلزي به‌ويژه يون‌هاي فلزات سنگين داشته و از اين لحاظ براي استفاده در صنعت مطلوب است.

The fruit of paneerbad has a lot of acidic proteases and its extract has been used in cheese manufacturing. However, there are few studies about purification and characterization of this enzyme. Following conditions must be satisfied for the enzyme to be used in industry: 1- stability of enzymes against metal ions and 2- Ability to sustain proper function and stability in the absence of metal ion. Accordingly, in this investigation, the effect of various ions at different concentrations on activity, stability and somewhat on structural properties of the purified protease were studied. Based on the results, it was shown that the enzyme was relatively stable against NaCl and CaCl2, but by increment of these salts, stability and activity of enzyme was decreased. Also, the enzyme was stable against low concentration of various metal ions and only Hg2+ significantly reduces enzyme stability and activity. By studying the role of Ca2+ on thermostability of enzyme, it was found that ca2+ didn’t have any role in thermal stability of enzyme at 67˚C. Likewise, by observing the effect of metal ions on intrinsic fluorescence of enzyme it was cleared that all tested ions increased intensity of emission and caused to shift maximum wave length toward lower wave length. In all, results of these study showed that the purified enzyme from paneer bad is very stable against various metal ions especially heavy metals and therefor it is favorable for industrial application.