طراحی، سنتز، همسانه سازی، ارزیابی بیان و بررسی خاصیت ضد میکروبی پروتئین دفنزین گندم(Triticum Aestivum) در میزبانE.Coli

دفنزین های گیاهی، خانواده ای از پپتیدهای ضد میکروبی کاتیونی کوچک و غنی از سیستئین هستند که فعالیت های ضد میکروبی وسیعی دارند. هدف این مطالعه طراحی، سنتز، همسانه سازی، بیان ژن دفنزین گندم(triticum aestivum) و بررسی خاصیت ضد باکتری پروتئین نوترکیب حاصل بود. توالی ژن دفنزین به همراه ژن سومو (sumo)جهت افزایش حلالییت پروتئین و بیان بیشتر، توسط نرم افزارهای مختلف بهینه سازی شده، سنتز و در وکتور pgh همسانه سازی شد. سپس توالی ترکیبی سومو دفنزین در ناقل بیانی pet32a(+) زیر همسانه سازی و به سلول های باکتریایی (e.coli origami) منتقل گردید. بیان ژن تحت القای iptg یک میلی مولار در دمای 30 درجه سانتی گراد صورت گرفت و پروتئین نوترکیب توسط sdspage و وسترن بلات بررسی شد. پروتئین نوترکیب، با وزن مولکولی حدود 38 کیلودالتون روی ژل sdspage آنالیز شد و توسط وسترن بلات تائید گردید. پس از برش پروتئین با آنزیم سومو پروتئاز، محصول به دست آمده برای بررسی اثر ضد باکتریایی مورد استفاده قرار گرفت. اثر پروتئین دفنزین گندم نوترکیب بر باکتریهای بیماریزای گیاهی گرم منفی زانتوموناس آگزونوپودیس و سودوموناس سیرینگهو بر باکتریهای گرم منفی و گرم مثبت بیماریزای انسانی مانند اشریشیا کولای ، کلبسیلا پنومونیه ، استافیلوکوکوس اورئوس و باسیلوس سرئوس مورد ارزیابی قرار گرفت که در برابر باکتریهای زانتوموناس آگزونوپودیس، استافیلوکوکوس اورئوس و باسیلوس سرئوس اثر ضد باکتریایی از خود نشان داد. بر اساس ویژگی ضد میکروبی دفنزین گندم، این مطالعه می تواند در معرفی این پپتید، به عنوان یک عامل ضد میکروبی جدید، موثر باشد.

Design, synthesis, cloning, expression and evaluation of the antibacterial effect of wheat defensin (Triticum aestivum) in E.coli host

Plant defensins are a family of cationic antimicrobial peptides, small and cysteine rich that have a broad range of antibacterial effects. The aim of this study was designed, synthesis, cloning, expression of wheat defensin (Triticum aestivum) gene and evaluation of the antibacterial effect of recombinant protein. The defensin gene was fused to sumo gene for more expression and solubility and then was optimized by some software and was synthesized and cloned in pGH vector. Then sumo_defensin sequence was sub cloned into pET32a(+) vector and transformed into bacterial cells (E.coli origami). Gene expression was induced by 1mM IPTG in 30°C and proteins were analyzed by SDSPAGE and Western blotting.The fusion protein with a molecular weight of approximately 38 kDa was analyzed on SDSPAGE gel and confirmed by western blotting. After digestion of protein by Sumo protease, the antibacterial effect of the recombinant wheat defensin was evaluated on the plant pathogenic Gramnegative bacteria Xanthomonase axonopodis, Pseudomonas syringae and some human pathogenic Gramnegative and Grampositive bacteria such as E.coli and Klebsiella pneumoniae , Staphylococcus aureus and Bacillus cereus. In the end, recombinant wheat defensin had an antibacterial effect against Xanthomonase axonopodis, Staphylococcus aureus and Bacillus cereus. Based on the antimicrobial characteristics of wheat defensin, this study can be effective to introduce a new antimicrobial agent.