بررسی اثر جهش آمینواسیدی بر بهبود کارایی کاتالیزوری و پایداری حرارتی آنزیم آسپاراژیناز با استفاده از روش های in-silico

مقدمه و هدف: تولید آنزیم ها با ویژگی های بهینه و در مقیاس صنعتی از اهمیت زیادی در زمینه های درمانی و صنایع غذایی برخوردار است. با توجه به وابستگی زیاد فعالیت آنزیمی به شرایط محیطی مانند ph و دما، افزایش پایداری آنزیم ها نقش بسزایی در بهبود عملکرد آن ها دارد. پیشرفت‌های اخیر در فناوری آنزیم، استفاده، اصلاح، و بهبود کارایی آنزیم‌ها از جمله افزایش پایداری حرارتی را جهت دست یابی به حداکثر عملکرد آن ها ممکن ساخته است. از آنجا که روش های بررسی آزمایشگاهی همراه با خطرات ایمنی بوده و فرایندهایی زمانبر و هزینه بر هستند، استفاده از روش های شبیه سازی درون رایانه ای (in-silico) در سال های اخیر مورد توجه بوده و گسترش زیادی پیدا کرده است. در مقاله حاضر پیشرفت های اخیر در بهبود کارایی عملکردی و پایداری حرارتی آنزیم l-آسپاراژیناز و اثر جهش آمینواسیدی بر بهبود ویژگی های مذکور در این آنزیم با استفاده از روش های in-silico مورد بررسی قرار گرفته است.یافته ها: اعمال جهش می تواند ضمن حفظ یا افزایش فعالیت کاتالیزوری اختصاصی، منجر به افزایش پایداری حرارتی آنزیم l-آسپاراژیناز گردد. با توجه به امکان رشد آسان در بسترهای ساده و مقرون به صرفه، امکان اصلاح ژنتیکی راحت تر و سهولت فرآیند استخراج و خالص سازی آنزیم، میکروارگانیسم ها منابع مناسبی برای آنزیم l-آسپاراژیناز در مقایسه با گیاهان و حیوانات هستند. ایجاد جهش مطلوب در توالی آمینواسیدی و اصلاح ساختار پروتئین از روش های افزایش پایداری آنزیم l-آسپاراژیناز است. عدم نیاز به عوامل زنده، ارزان و سریع و در دسترس بودن و ایمن تر بودن روش های in-silico از مزایای این روش هاست. علیرغم مزایای ذکر شده، نمی توان از این روش ها به تنهایی برای اثبات یک مکانیسم بیوشیمیایی استفاده کرد و انجام مطالعات in vivo و in vitro در ادامه روند تحقیق برای اثبات مکانیسم بیوشیمیایی مورد نیاز است.نتیجه گیری: با بهره گیری از روش های in-silico می توان بدون نیاز به عوامل زنده و به صورت سریع و با هزینه کم سختار آنزیم l- آسپاراژیناز را مدل سازی کرده و با اعمال جهش های آمینواسیدی، اثر آن را بر پایداری حرارتی و فعالیت آنزیم بررسی و با انجام جهش های مناسب، ضمن حفظ یا افزایش فعالیت آنزیم، پایداری آن را بهبود بخشید.