تعیین توالی، کلونینگ و بیان چپرون dnak از باکتری باسیلوس هالودورانس سویه guj1

اعضای خانواده پروتئین های شوک حرارتی 70 (hsp70) از اجزای مرکزی شبکه سلولی چپرون های مولکولی و کاتالیزکننده های تاخوردگی هستند. ژن کدکننده یک پروتئین مربوط به hsp70 یا dnak در حوزه باکتری ها dnak نامیده می شود. پروتئین های dnak در تاخوردگی ازنو پروتئین، تشکیل و تفکیک کمپلکس های پروتئینی و تخریب پروتئین های بدتاخورده دخیل هستند. ژن dnaj که کدکننده hsp40 در باکتری ها است، با نقش کوچپرونی تنظیم کننده فعالیت های dnak است. در این مطالعه، dnak از باکتری باسیلوس هالودورانس guj1 (bacillus halodurans guj1) را شناسایی، کلون و بیان شد. ژن dnak از باسیلوس هالودورانس guj1، با استفاده از سیستم بیانیpet28a+ به طور موفقیت آمیز در اشریشیا کلی سویه bl21 (de3) بیان شد. قالب صحیح خوانش ژن کلون شده، دارای 1839جفت باز بوده که کدکننده 612 باقی مانده آمینواسیدی است. وزن مولکولی و pi محاسبه شده پروتئین به ترتیب 18/66کیلودالتون و 55/4 است. توالی آمینواسیدی به دست آمده باسیلوس هالودورانس guj1 حدود 60% با همتای خود در e. coli یکسانی دارد. ساختار سه بعدی dnak در باسیلوس هالودورانس با الگو قراردادن ساختار کریستالی bip (عضوی از خانواده hsp70 در انسان) ساخته شد، که نشان دهنده یکسانی 88/08% با هم است. dnak نوترکیب که توسط تیمار حرارتی به طور جزئی خالص شد، در sdspage یک باند تقریبا 70کیلودالتونی دارد. یافته های ما نشان داد که dnak نوترکیب، بهبوددهنده کارآیی 27% دوباره تاخوردگی کربونیک انهیدراز بعد از قرارگیری در °c54 به مدت یک ساعت است. بنابر نتایج به دست آمده، dnak از باسیلوس هالودورانس به طور ذاتی می تواند به منظور بهبود ویژگی های عملکردی آنزیم ها و پروتئین ها، در کاربردهای مختلف استفاده شود.

Sequencing, cloning and expression of DnaK chaperone from Bacillus halodurans Guj1

Hsp70 family members are central components of the cellular network of molecular chaperones and folding catalysts. The gene encoding a protein related to Hsp70 or DnaK in the domain bacteria is called dnaK. DnaK proteins are involved in de novo protein folding, formation, and disassembly of protein complexes and degradation of misfolded proteins. The gene dnaJ which codes for Hsp40 in bacteria, modulate the activities of DnaK by acting as cochaperone. In the present study, we cloned and expressed DnaK from Bacillus halodurans Guj1 were identified. The dnaK gene of B. halodurans was successfully expressed in E. coli BL21 (DE3) using pET28a+ expression system. The open reading frame of the cloned gene contained 1839bp and encoded 612 amino acid residues. Calculated molecular weight and pI of the protein were 66.18kDa and 4.55 respectively. The deduced amino acid sequence of B. halodurans Guj1 showed about 60% identity with the E. coli counterpart. The 3D structure of dnaK from B. halodurans was constructed using the crystal structure of human HSP70 chaperone BiP as the template, which showed an identity of 88.8% together. Partially purified recombinant DnaK by heat treatment showed a band at approximately 70kDa on SDSPAGE. Our findings showed that the recombinant DnaK improved the refolding efficiency of the carbonic anhydrase by 27% after 60min at 54 °C. According to the results obtained, DnaK from B. halodurans can potentially be used for improving the functional properties of enzymes and proteins in various applications.