نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

• جمشید مهروند ¹
• نسیم حیاتی رودباری ²
• لیلا حسنی ³
• وهب جعفریان ⁴
• خسرو خلیفه ⁵

¹ دانشجو / گروه زیست‌شناسی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات- تهران- ایران

² هیات علمی / گروه زیست‌شناسی- دانشگاه آزاد اسلامی- واحد علوم و تحقیقات، تهران، ایران

³ هیات علمی / دانشگاه تحصیلات تکمیلی در علوم پایه زنجان

⁴ هیات علمی / گروه زیست‌شناسی - دانشکده علوم- دانشگاه زنجان- زنجان- ایران

⁵ هیات علمی / گروه زیست‌شناسی- دانشکده علوم- دانشگاه زنجان-زنجان- ایران

چکیده

آنزیم سیکلومالتودکستریناز (CDase) متعلق به رده آنزیم‌های درگیر در تجزیه هیدرات‌های کربن است و از مهمترین آنزیم‌های خانواده آمیلاز‌ها با کاربردهای بسیار مهم صنعتی محسوب می‌شود. اخیرا یک گونه بومی از این آنزیم شناسایی و گزارش شده است (کد شناسایی: AMB26774). در مطالعه قبلی بر روی این آنزیم و سه جهش‌یافته از آن شامل A123V، C127Q و جهش‌یافته دوگانه مربوطه یعنی A123V/C127Q مشخص شد که اعمال جهش نقطه‌ای در سطح بینابینی زیرواحدها اثرات ساختاری و عملکردی دارد. در این مطالعه مجموعه کاملی از بررسی‌های آزمایشگاهی و روش‌های مدل‌سازی برای مشخص کردن رفتار ترمودینامیکی سویه‌های آنزیم در آزمایش‌های واسرشتگی شیمیایی با استفاده از گوانیدینیوم‌کلراید (GdmCl) به عنوان ماده شیمیایی واسرشته کننده ساختار انجام شد. مشخص شد که پروتئین وحشی با بیشترین مقدار ∆G^(H_2 O) در مقایسه با جهش‌یافته‌ها پایدارترین سویه است. به نظر می‌رسد که جایگزینی باقیمانده‌ها در سطح بینابینی رشته‌ها باعث انعطاف‌پذیری بیشتر زنجیره‌ها نسبت به یکدیگر و سهولت نفوذ و میانکنش گوانیدینیوم‌کلراید با آنزیم‌های جهش‌یافته در مقایسه با نوع وحشی شده است. ما چنین نتیجه‌گیری کردیم که این مناطق نقاط حساسی هستند که می‌توان با دست‌کاری بیشتر آن‌ها باعث سوق دادن آنزیم به سمت پایداری دمایی و شیمیایی شد.

کلیدواژه‌ها

• سیکلومالتودکستریناز
• آمیلاز
• پایداری دمایی
• واسرشتگی
• بیوترمودینامیک

موضوعات

• بیوفیزیک

عنوان مقاله [English]

Thermodynamics study on the Cyclomaltodextrinase and its representative mutants

نویسندگان [English]

• Jamshid Mehrvand ¹
• Nasim Hayati Roodbari ²
• Leila Hassani ³
• Vahab Jafarian ⁴
• Khosrow Khalifeh ⁵

¹ Student / department of Biology, Faculty of Sciences, Islamic Azad University, science and research Branch, Tehran, Iran

² Academic staff / Department of Biology, Islamic Azad University, Science and Research Branch

³ Academic Staff / Institute for Advanced studies in sciences

⁴ Academic Staff / Department of Biology, Faculty of Sciences, University of Zanjan, Zanjan, Iran

⁵ Academic Staff / Department of Biology- faculty of sciences- University of Zanjan- Zanjan- Iran

چکیده [English]

Cyclomaltodextrinase (CDase) is belonging to a class of enzymes that are involved in carbohydrate degradation. It is one of the most important enzymes from the amylase family with highly important industrial applications. Recently, a variant of native CDase has characterized and reported (Accession number: AMB26774). Previous study on this enzyme and three representative mutants including A123V, C127Q and their respective double mutant, A123V/C127Q has shown that applying point mutations on the interface between the subunits has functional and structural consequences. In current work, complete set of experimental study and modelling procedures was performed to elucidate the thermodynamics behavior of the enzyme variants in chemical denaturation experiments using Guanidinium chloride (GdmCl) as chemical denaturant. It was shown that the wild-type protein with the maximum value of ∆G^(H_2 O) is the most stable variant, as compared with mutants. It appears that the replacement of residues at positions 123 and 127 leads to increasing the flexibility of the protein chains and that the feasibility of the GdmCl penetration and interaction with mutants as compared with the WT protein. We concluded that these positions are hot spot points that can be more manipulated to change the structural features of the enzyme toward thermal and chemical stability.

کلیدواژه‌ها [English]

• Amylase
• Thermal stability
• Unfolding
• Biothermodynamics