استخراج، همسانه سازی، بیان و تعیین ویژگی‌های آنزیم 4- هیدروکسی فنیل پیرووات دی اکسیژناز جدید از Paenarthrobacter nitroguajacolicus با قابلیت تولید آرن اکسید

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 فارغ التحصیل کارشناسی ارشد بیوشیمی، گروه زیست شناسی، دانشکده علوم، دانشگاه زنجان، زنجان، ایران.
2 گروه زیست شناسی- دانشکده علوم- دانشگاه گیلان
10.22034/cmr.2024.8364.3292
چکیده
آنزیم 4-هیدروکسی فنیل پیرووات دی‌اکسیژناز باکتریایی آنزیمی هوموتترامر وابسته به آهن غیرهم می‌باشد. در این پژوهش توالی رمزکننده آنزیم 4-هیدروکسی فنیل پیرووات دی‌اکسیژناز از Paenarthrobacter nitroguajacolicus strain Znu06 استخراج و در وکتور pET28a همسانه سازی شد بیان آنزیم در باکتری E. coli BL21(DE3) در حضور القاء کننده IPTG انجام شد و پس از تخلیص توسط ستون نیکل- آگاروز، ارزیابی بیان با روش SDS-PAGE و تعیین غلظت با روش برادفورد صورت گرفت. سنجش فعالیت در محدوده دمایی و غلظت‌های مختلف سوبسترا، سنجش فعالیت آنزیم با HPLC و بررسی محصول واکنش آنزیمی مورد ارزیابی قرار گرفت و در پایان ساختار و میان‌کنش‌های آن توسط نرم‌افزارها و سرورهای بیوانفورماتیکی مطالعه گردید. نتایج واکنش PCR بر روی ژل آگاروز بیانگر قطعه‌ی ژنومی 1020 جفت‌بازی (معادل 339 رزیدوی آمینو‌اسیدی) می‌باشد. نتایج تعیین توالی در NCBI با کد MN197545.1 ثبت شد. نتایج الکتروفورز آنزیمی نشان‌دهنده‌ی بیان آنزیم با وزن مولکولی 34 کیلودالتونی بود. بررسی عملکرد بیوشیمیایی آنزیم با اسپکتوفتومتری و فلوئورومتری بیانگر فعالیت آنزیم بود. نتایج تطبیق توالی با سرور ESPript3 نیز تاییدکننده رزیدو‌های به‌شدت حفاظت‌شده His 152، His 216، Glu 267، Tyr 257، His 199 و His 248 در جایگاه‌های فعال آنزیم می‌باشد. به نظر می‌رسد که آنزیم بدلیل فقدان تشکیل پیوند هیدروژنی در پاکت جایگاه فعال، واکنش را تا تولید آرن اکسید پیش می‌برد و هموجنتسیک اسید تولید نمی‌شود که می‌توان به عنوان آنزیمی جهت تولید آرن اکسید (متابولیت ضروری تولید ترکیبات متنوع دیگر) معرفی کرد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله English

Extraction, cloning and characterization of a novel 4-hydroxyphenylpyruvate dioxigenase enzyme from paenarthrobacter nitroguajacolicus with the ability to produce arene oxide

نویسندگان English

nanasrin Ahmadpur 1
soraya mohamadzadeh 1
Vahab Jafarian 2
1 Master’s Degree in Biochemistry, Department of Biology, Faculty of Science, University of Zanjan, Zanjan, Iran.
2 Department of Biology, Faculty of Sciences, University of Guilan, Rasht, Iran
چکیده English

4-hydroxyphenylpyruvate dioxygenase is an iron-dependent homotetrameric enzyme. In this study, we extracted the gene encoding this enzyme from Paenarthrobacter nitroguajacolicus strain Znu06. The recombinant enzyme was cloned into the pET28a vector. Then expressed in E. coli BL21(DE3) using IPTG inducer and purified using a Ni-NTA Agarose column. SDS-PAGE was employed to evaluate the expression level and the Bradford assay was used to determine the concentration. The activity of the enzyme was assessed at different temperatures and substrate concentrations, followed by performance evaluation using HPLC and examining reaction products. The structure of the enzyme and interactions were studied using bioinformatics tools and servers. The PCR results confirmed a genomic fragment with a length of 1020 bp which encoded an enzyme with 339 amino acid residues with a molecular weight of 34 KD. The sequence was deposited in NCBI with the code MN197545.1. The activity of the enzyme was confirmed through biochemical analysis using spectrophotometry and fluorometry. Sequence alignment using ESPript3 confirmed highly conserved residues, including His 152, His‌ 216, Glu 267, Tyr 257, His 199, and His 248 in the enzyme's active sites. The enzyme seems to promote the reaction towards aryl oxide production due to the absence of hydrogen bond formation in the active site, leading to the lack of homogentisic acid production.

کلیدواژه‌ها English

Arene oxide
Bioinformatics
Cloning
Fluorescence
4-hydroxyphenylpyruvate dioxygenase

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 25 مهر 1403

  • تاریخ دریافت 12 بهمن 1402
  • تاریخ بازنگری 21 خرداد 1403
  • تاریخ پذیرش 27 شهریور 1403