نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 داتشکده علوم زیستی، دانشگاه تربیت مدرس

2 دانشگاه تربیت مدرس

چکیده

امروزه با افزایش فعالیت‌های صنعتی و کشاورزی، آلودگی محیط زیست به فلزات سنگین و سمی افزایش پیدا کرده است. روی فلزی است که با وجود داشتن فواید بسیار، در غلظت‌های بیش از حد مجاز سمی بوده و باعث بروز مشکلات و اختلالات بسیاری از جمله مرگ و میر جانوران، نقص-های رشدی و آسیب‌های بافتی می‌شود. بنابراین توسعه یک سیستم ساده، ارزان و سریع برای شناسایی فلزات سمی بسیار حائز اهمیت است. در این مطالعه، برهمکنش بین پروتئین فلوئورسانس سبز بهبود یافته (EGFP) بیان شده بر روی سطح باکتری E. coli سویه‌ BL21(DE3) و پروتئین EGFP خالص شده با غلظت های مختلف نمک کلرید روی با استفاده از روش طیف سنجی فلوئورسانس بررسی گردید. نتایج نشان داد که در حضور روی، نشر فلوئورسانس سبز پروتئین‌ افزایش می‌یابد که با غلظت روی در محلول هماهنگ است. براساس نتایج بدست آمده کمترین غلظت روی قابل شناسایی توسط پروتئین EGFP بیان شده بر روی سطح باکتری و پروتئین خالص شده به ترتیب 31/0 نانومولار و 18 نانومولار می‌باشد همچنین مطالعه مشابه در حضور غلظت 2 نانومولار از یون‌های فلزی مختلف، نشان داد نشر فلوئورسانس پروتئین EGFP تنها در حضور روی افزایش پیدا می‌کند و سایر فلزات تاثیر چندانی نداشته و یا اندکی میزان نشر را کاهش می‌دهند. بنابراین می‌توان نتیجه گرفت که EGFP نمایش یافته در سطح باکتری جهت شناسایی و تعیین یون روی بسیار اختصاصی عمل نموده و نسبت به EGFP خالص شده حساسیت بسیار بیشتری در تشخیص و شناسایی یون روی دارد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Monitoring the Zinc ion using the recombinant enhanced green fluorescent protein (EGFP) based on E. coli surface display

نویسنده [English]

  • Saghi Saghi Hakimi Naeini 2

2 tarbiat modares university

چکیده [English]

Environmental pollution by toxic metals, particularly heavy metals, arises as a result of industrial, agricultural and sewage disposal activities. Zinc ion has many benefits but it can cause many disorders including growth defects and tissue damage at higher concentrations. Accordingly, development of a simple and inexpensive system for monitoring toxic metals pollution is therefore needed. In this study, the interaction between the surface displayed recombinant enhanced green fluorescence protein (EGFP) in E. coli BL21 (DE3) strain as well as the purified protein and zinc chloride (ZnCl2) in different concentrations has been investigated by fluorescence spectroscopy measurements. The results showed that in the presence of Zn2+, the green fluorescence emission of the protein increased along with the increasing zinc doses. The detection limit of Zn2+ using the displayed and purified EGFP were determined to around 0.31 nM and 18 nM, respectively. Besides, in the presence of 2 nM concentration of various metals, the fluorescence emission increased only in the presence of Zn2+ and the other metals had little or no effect on emission. Therefore, it can be concluded that the biosensor based on bacterial surface display system expressing EGFP has a higher sensitivity and specificity in monitoring the zinc ions than the purified protein.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Enhanced green fluorescence protein (EGFP)
  • surface display
  • Heavy metals
  • Zinc
  • fluorescence spectroscopy