اثر حلال‌هاي آلي و اسموليت‌ها بر فعاليت و پايداري پروتئاز خالص‌شده از گياه فيكوس يوهانيس

Effect of Organic Solvents and Osmolytes on the Activity and Stability of the Protease Purified from Ficus johannis

به‌كارگيري آنزيم‌ها در حلال‌هاي آلي از لحاظ صنعتي و بيوتكنولوژيكي بسيار حائز اهميت است. اما حلال‌هاي آلي با تاثير بر ساختار پروتئين‌ها و واسرشتگي آنها باعث كاهش فعاليت و پايداري آنزيم‌ها مي‌شوند. براي رفع اين مشكل مي‌توان از روش‌هاي پايدارسازي پروتئين‌ها نظير مهندسي پروتئين، تغييرات شيميايي و به‌كاربردن افزودني‌ها استفاده نمود. در اين مطالعه سيستئين‌پروتئازي از شيرابه گياه فيكوس يوهانيس تخليص شد و فعاليت و پايداري پروتئاز در حضور حلال‌هاي مختلف مورد بررسي قرار گرفت. اثر ترهالوز، سوربيتول و ساكارز نيز بر فعاليت آنزيم در حضور حلال‌ها مطالعه شد. نتايج نشان داد حلال‌هاي آلي در غلظت‌هاي پايين باعث افزايش فعاليت آنزيم شده ولي با افزايش غلظت حلال‌ها فعاليت آنزيمي كاهش مي‌يابد. اگرچه تا غلظت 30% حلال‌ها، همچنان بيش از 60% فعاليت آنزيم حفظ شده است. نتايج مطالعات پايداري پروتئاز نشان‌دهنده پايداري قابل توجه آنزيم نسبت به حلال‌هاي آلي است، به‌طوري كه در حضور 50% تمامي حلال‌ها، آنزيم همچنان 90% پايداري‌ا‌ش را حفظ كرده است. بررسي اثر افزودني‌ها نشان داد قندها موجب بهبود فعاليت آنزيم مي‌شوند و بيشترين اثر حفظ فعاليت آنزيم مربوط به ترهالوز بود. با توجه به روش تخليص آسان و فعاليت و پايداري قابل توجه پروتئاز مورد مطالعه در حضور حلال‌ها، اين آنزيم براي استفاده در صنايع مختلف به‌خصوص سنتز پپتيد پيشنهاد مي‌شود.

The use of enzymes in organic solvents represents an important area of industrial and biotechnological development. However, organic solvents often cause protein denaturation, thereby reducing the activity and stability of enzymes. Use of stabilizing additives, protein engineering and chemical modification of enzymes are common strategies to overcome this problem. In this study, a cysteine protease from the latex of Ficus johannis was purified and the activity and stability of the protease were investigated in the presence of different organic solvents. The effect of trehalose, sorbitol, and sucrose on the enzyme activity was also studied in the presence of organic solvents. The results showed that the enzyme activity was elevated in the presence of low concentrations of organic solvents increased, while it was decreased with increasing concentration of organic solvents. However, the enzyme still retained 60% of its activity at 30% organic solvent concentration. The enzyme was considerably stable in the presence of organic solvents, maintaining almost 90% of its stability in the presence of 50% of all solvents. As stabilizing additives, sugars enhanced the catalytic activity and stability of the enzyme, and trehalose was the most effective sugar. The easy purification procedure and considerable activity and stability of the protease in the presence of organic solvents could suggest this enzyme as a good candidate for peptide synthesis industry.