بخشی از مقاله
چکیده:
مقدمه: احتراق سوختهاي فسیلی علاوه بر آزاد سازي اکسیدهاي سولفوره در محیط زیست و آلودگی هاي متعدد موجب بروز اختلال در روند پالایش نیز میگردد. در حال حاضر، در صنایع تصفیه از روش سولفورزدایی به طریقه شیمیایی( ( HDS استفاده میشود که داراي معایبی از جمله حذف سولفور از ترکیبات آلی هتروسیکلیک میباشد بنابراین این امر موجب استفاده از روشهاي بیولوژیک گردیده است. در روش حذف میکروبی سولفور ( (BDS شاخصترین گونه باکتري رودوکوکوس اریتروپولیس IGTS8 میباشد که در آن مسیر سولفورزدایی توسط سیستم آنزیمی صورت میگیرد و آنزیم DszD، آنزیم کلیدي فرایند فوق میباشد.
هدف: در تحقیق حاضر جهت افزایش فعالیت آنزیم DszD از موتاسیونزایی هدفمند در جایگاه Ser63 استفاده گردید.
روش ها: جهشهاي S63A ، S63V و S63T تهیه شدند و بیان آنها در میزبان مناسب انجام گردید. از آنجا که ساختمان کریستالوگرافی این آنزیم تا کنون مشخص نشده است لذا از ابزارهاي بیوانفورماتیکی جهت پیش بینی ساختار سهبعدي و ثانویه آن استفاده گردید.
نتایج: در مقایسه با آنزیم نوترکیب وحشی مشاهده گردید که در جهش هاي S63A و S63V ، فعالیت بطور کامل خاموش گردیده است و در جهش S63T فعالیت به میزان قابل توجهی کاهش مییابد که حاکی از موقعیت استراتژیک Ser63 میباشد.
کلیدواژه ها: اکسیدوردوکتاز، رودوکوکوس اریتروپولیس، Ser63 مقدمه:
گازهـاي حاصـل از احتـراق سـوخت هـاي فسـیلی شـامل انـواع اکسـیدهاي سـولفور، نیتـروژن، سـرب و سـایر عناصـر زیانبـار مـی باشـد. رایجتـرین تکنولـوژي جهـت کـاهش محتـواي گـوگردي ترکیبـات نفتـی در صـنایع تصـفیه جهـان HDS است که یک فرایند کاتـالیتیکی سـت کـه در آن گـوگرد آلـی تحـت فشـار بـالا و دمـاي زیـاد بـا اسـتفاده از گـاز هیــدروژن در حضــور کاتالیســت هــاي فلــزي احیــا شــده و بــه گــاز H2S تبــدیل مــی گــردد امــا اســتفاده از ایــن روش داراي معــایبی اســت از جملــه ایــن کــه بـیش از ٪ 70 ترکیبــات هتروسـیکلیک حــاوي ســولفور ماننــدDBT و مشتقات آن به این روش مقاوم بوده و سـولفور آنهـا از محـیط عمـل خـارج نمـی شـود. در حـال حاضـر راه حلـی کـه بیشتر مـورد توجـه قرارگرفتـه اسـت روش حـذف میکروبـی گـوگرد اسـت. تـاکنون بـاکتري هـاي زیـادي جداسـازي و شناسـایی شـده انـد، شـاخص تـرین آنهـا، بـاکتري رودوکوکـوس اریتروپـولیس ـ IGTS8 مـی باشـد کـه بعـد از 40 ســال تــلاش فــراوان در انســتیتو تکنولــوژي نفــت وگــاز آمریکــا، توســط Kilbane در ســال 1990 جداســازي و شناسایی گردید کـه قـادر بـه دسـولفوره کـردن DBT و مشـتقات آن از مسـیر 4s اسـت.ایـن بـاکتري قـادر اسـت دي بنزوتیـوفن و مشـتقات آن را بـه عنـوان تنهـا منبـع گـوگرد مصـرف نمایـد.تـاکنون مطالعـات ژنتیکـی و بیوشـیمیایی بسـیاري بـر روي ایـن بـاکتري انجـام شـده اسـت و مشـخص گردیـده اسـت کـه ایـن بـاکتري داراي ژن هـاي dszA،B،C،D می باشـد کـه کـد کننـده آنـزیم هـاي مونواکسـیژنازDszA, C ، آنـزیم دسـولفینازDszB و آنـزیم اکسـیدوردوکتازDszD مـی باشـد. مسـیر گـوگردزدایی در ایـن بـاکتري و سـویه هـاي مشـابه آن بـا کمـک مونواکسیژنازهاي سیتوپلاسمیDsz AC صـورت مـی گیـرد کـه بـه وسـیله آنـزیم ردوکتـازDszD حمایـت شـده و
سـپس بـه وسـیله آنـزیم دسـولفینازDszB کامـل مـی گـردد. ژن dszD آنـزیم فلاویـن ردوکتـاز (DszD) بـه وزن تقریبـی 22 کیلودالتـون را کـد مـی کنــد، داراي 192 اسـیدآمینه اسـت و در محـیط بیولوژیــک بـه صـورت تترامـر قــرار دارد. بــا دســتکاري ژنتیکــی ژن هــاي دخیــل در مســیر ســولفورزدایی بیولوژیــک مــی تــوان بــه ســرعت دلخــواه در تجــاري ســازي ســوش مــوردنظر دســت یافــت. بنــابراین آنــزیم فــوق بعنــوان یکــی از آنــزیم هــاي کلیــدي در مسیرســولفورزدایی توجــه محققــین را جلــب کــرده اســت. بــا توجــه بــه اینکــه تــاکنون ســاختار کریســتالوگرافی ایــن آنـزیم مشــخص نشــده اســت بنــابراین در تحقیـق حاضــر ابتــدا بــا اســتفاده از ابزارهـاي بیوانفورماتیــک اقــدام بــه پــیش گـویی سـاختار دوم و ســوم ایـن آنـزیم شــده اسـت و ســپس بـا اسـتفاده از انطبــاق فضـایی مولکـول هــاي مـدل ماننــد HpaCSt و PheA2 در مولکــول پــیش گــویی شــده و معــادل ســازي اتمهــاي هرکــدام از مولکــول هــاي مــدل کــه می توانند داراي موقعیت پیونـدي مهـم بـا سوبسترایشـان باشـند بـه ایـن نتیجـه دسـت یـافتیم کـه اسـید آمینـه S63 می تواند بعنوان یکی از جایگاه هـاي مهـم در مرکـز فعـال پـیش گـویی شـده آنـزیم مربوطـه مطـرح باشـد، بنـابراین در ایــن مطالعــه بــا تغییــر و جانشــینی Ser بــه جــاي Ala، Val و Thr مشــخص شــد کــه فعالیــت هــر یــک از جهــش هاي حاصله در مقایسه با آنزیم نوترکیب کاهش نشان می دهد که حاکی از اهمیت جایگاه سرین می باشد
