بررسي اثر جهش آمينواسيدي بر بهبود كارايي كاتاليزوري و پايداري حرارتي آنزيم آسپاراژيناز با استفاده از روش هاي in-silico

مقدمه و هدف: توليد آنزيم ها با ويژگي هاي بهينه و در مقياس صنعتي از اهميت زيادي در زمينه هاي درماني و صنايع غذايي برخوردار است. با توجه به وابستگي زياد فعاليت آنزيمي به شرايط محيطي مانند pH و دما، افزايش پايداري آنزيم ها نقش بسزايي در بهبود عملكرد آن ها دارد. پيشرفت‌هاي اخير در فناوري آنزيم، استفاده، اصلاح، و بهبود كارايي آنزيم‌ها از جمله افزايش پايداري حرارتي را جهت دست يابي به حداكثر عملكرد آن ها ممكن ساخته است. از آنجا كه روش هاي بررسي آزمايشگاهي همراه با خطرات ايمني بوده و فرايندهايي زمانبر و هزينه بر هستند، استفاده از روش هاي شبيه سازي درون رايانه اي (in-silico) در سال هاي اخير مورد توجه بوده و گسترش زيادي پيدا كرده است. در مقاله حاضر پيشرفت هاي اخير در بهبود كارايي عملكردي و پايداري حرارتي آنزيم L-آسپاراژيناز و اثر جهش آمينواسيدي بر بهبود ويژگي هاي مذكور در اين آنزيم با استفاده از روش هاي in-silico مورد بررسي قرار گرفته است. يافته ها: اعمال جهش مي تواند ضمن حفظ يا افزايش فعاليت كاتاليزوري اختصاصي، منجر به افزايش پايداري حرارتي آنزيم L-آسپاراژيناز گردد. با توجه به امكان رشد آسان در بسترهاي ساده و مقرون به صرفه، امكان اصلاح ژنتيكي راحت تر و سهولت فرآيند استخراج و خالص سازي آنزيم، ميكروارگانيسم ها منابع مناسبي براي آنزيم L-آسپاراژيناز در مقايسه با گياهان و حيوانات هستند. ايجاد جهش مطلوب در توالي آمينواسيدي و اصلاح ساختار پروتئين از روش هاي افزايش پايداري آنزيم L-آسپاراژيناز است. عدم نياز به عوامل زنده، ارزان و سريع و در دسترس بودن و ايمن تر بودن روش هاي in-silico از مزاياي اين روش هاست. عليرغم مزاياي ذكر شده، نمي توان از اين روش ها به تنهايي براي اثبات يك مكانيسم بيوشيميايي استفاده كرد و انجام مطالعات in vivo و in vitro در ادامه روند تحقيق براي اثبات مكانيسم بيوشيميايي مورد نياز است. نتيجه گيري: با بهره گيري از روش هاي in-silico مي توان بدون نياز به عوامل زنده و به صورت سريع و با هزينه كم سختار آنزيم L- آسپاراژيناز را مدل سازي كرده و با اعمال جهش هاي آمينواسيدي، اثر آن را بر پايداري حرارتي و فعاليت آنزيم بررسي و با انجام جهش هاي مناسب، ضمن حفظ يا افزايش فعاليت آنزيم، پايداري آن را بهبود بخشيد.