بررسی اثر اسید آمینه های پرولین و گلیسین بر برخی پارامترهای سینتیکی و پایداری دمایی آنزیم درمانی اورات اکسیداز نوترکیب
عنوان اصلي به زبان ديگر
The effect of proline and glycine on some kinetic parameters and thermal stability of therapeutic recombinant urate oxidase
نام نخستين پديدآور
/سیما جعفری
وضعیت نشر و پخش و غیره
نام ناشر، پخش کننده و غيره
: دامپزشکی
تاریخ نشرو بخش و غیره
، ۱۳۹۹
نام توليد کننده
، کبیری
مشخصات ظاهری
نام خاص و کميت اثر
۱۰۱ص
یادداشتهای مربوط به نشر، بخش و غیره
متن يادداشت
چاپی - الکترونیکی
یادداشتهای مربوط به پایان نامه ها
جزئيات پايان نامه و نوع درجه آن
کارشناسی ارشد
نظم درجات
دامپزشکی
زمان اعطا مدرک
۱۳۹۹/۰۶/۱۲
کسي که مدرک را اعطا کرده
تبریز
یادداشتهای مربوط به خلاصه یا چکیده
متن يادداشت
پیش زمینه :افزایش کاتابولیسم پورین ها و همچنین کاهش دفع کلیوی اسید اوریک منجر به افزایش سطح سرمی اسید اوریک می شود .درواقع زمانی که سطح سرمی اسید اوریک بیشتر از میزان جذب آن باشد هایپراوریسمی ایجاد می شود .هایپر اوریسمی معمولا با افزایش سطح سرمی گزانتین همراه بوده و موجب رسوب گزانتین و اختلال در عملکرد کلیه ها می شود .بهترین درمان برای بیماریهای مرتبط با هایپر اوریسمی استفاده از ترکیباتی می باشد که با کاهش سطح سرمی اسید اوریک مانع از تشکیل کریستال های آن می شوند .آنزیم اوریکاز یا اورات اکسیداز ( EC ۱.۷.۳.۳) تنها داروی ضد هایپر اوریسمی می باشد که فقط بر روی اسید اوریک تاثیر گذاشته و کاتالیز اکسیداسیون اسید اوریک به پراکسید هیدروژن و ۵-هیدروکسی ایزو اوراسیل را انجام می دهد و در نهایت ۵-هیدروکسی ایزو اوراسیل به آلانتوئین و دی اکسید کربن تجزیه می شود .یکی از مشکلات اصلی استفاده از آنزیم های دارویی و همچنین آنزیم اوریکاز پایداری کم این آنزیم ها در برابر حرارت می باشد .جهت رفع این مشکل می توان از روش های گوناگونی از جمله جهش زایی هدفدار، مدیفیکاسیون شیمیایی و استفاده از افزودنی ها از جمله اسمولیت ها استفاده کرد .هدف از این تحقیق بررسی برخی پارامترهای بیوشیمیایی و پایداری دمایی آنزیم اورات اکسیداز نوترکیب در حضور افزودنی های پرولین و گلیسین می باشد. مواد و روش :در این تحقیق وکتور بیانی( + )pET۲۸a که حاوی ژن اوریکاز آسپرژیلوس فلاووس می باشد به سویه BL۲۱ از اشریشیاکلی انتقال یافت، سپس پروتئین نوترکیب بیان و خالص سازی با استفاده از ستون کروماتوگرافی تمایلیNTA - Niانجام شد .جهت اطمینان از بیان شدن پروتئین نوترکیب از تکنیکPAGE - SDSاستفاده گردید و تک باندی در محدوده ۳۴ کیلو دالتون تایید شد .پس از تخلیص آنزیم نوترکیب، خصوصیات بیوشیمیایی و سینتیکی آن مورد بررسی قرار گرفت و پایداری حرارتی آنزیم اوریکاز خالص شده در حضور اسید آمینه های پرولین و گلیسین مورد بررسی قرار گرفت .نتایج :نتایج حاصل از این تحقیق نشان داد که بهترین شرایط برای بیان آنزیم اورات اکسیداز نوترکیب دمای ۲۸ درجه سانتی گراد و مدت زمان ۶ ساعت می باشد .با سنجش فعالیت آنزیم برای تعیین دما و pH بهینه مشخص شد که دمای بهینه و pH بهینه فعالیت آنزیم اوریکاز نوترکیب دمای ۲۵ درجه سانتی گراد و ۸/۵ =pH می باشد .در حضور ترکیب پرولین ۳۰ درجه سانتی گراد تعیین گردید همچنین حضور گلیسین بر دمای بهینه آنزیم تاثیری نداشت pH .بهینه فعالیت آنزیم در حضور افزودنی گلیسین برابر با pH بهینه فعالیت آنزیم اوریکاز نوترکیب ۸/۵ =pH بوده و pH بهینه آنزیم در حضور پرولین در محدوده ۸-۸/۵ قرار گرفت .آنزیم اوریکاز تا دمای ۲۵ درجه سانتی گراد پایداری خود را حفظ کرد و در دماهای بالاتر پایداری خود را از دست داد بطوریکه آنزیم خالص پس از گذشت ۶۰ دقیقه در دمای ۴۰ درجه سانتی گراد ۶۹ فعالیت خود را از دست داد در حالیکه آنزیم به همراه افزودنی پرولین در همین مدت زمان ۷۳ فعالیت خود را حفظ نمود .ثابت سرعت غیر فعال شدن آنزیم (Kin) اوریکاز نوترکیب در حضور پرولین کاهش یافت که نشان دهنده پایدارتر شدن آنزیم در حضور پرولین می باشد اما ترکیب گلیسین تاثیری بر Kin آنزیم نداشت .نیمه عمر (t۱/۲) آنزیم اوریکاز نوترکیب در غیاب و در حضور گلیسین تغییری نشان نداد اما در حضور پرولین افزایش معنی داری داشت .پارامترهای سینتیکی Km و Vmax آنزیم اوریکاز نوترکیب در حضور ترکیبات پرولین و گلیسین کاهش یافت .نتیجه گیری :نتایج حاصل از این تحقیق نشان می دهد که بین اسید آمینه پرولین و گلیسین، اسید آمینه پرولین به عنوان افزودنی می تواند باعث پایداری دمایی آنزیم اوریکاز نوترکیب گردد، لذا می توان از این اسید آمینه جهت پایدارسازی آنزیم اوریکاز نوترکیب در فرمولاسیون دارویی استفاده نمود
متن يادداشت
Increased purine catabolism as well as decreased renal excretion of uric acid lead to increased serum uric acid levels. In fact, hyperuricemia occurs when the serum level of uric acid is higher than its uptake. Hyperuricemia is usually associated with increased serum levels of xanthine, leading to xanthine deposition and impaired renal function. The best treatment for hyperuricemia-related illnesses is to use a combination that prevents the formation of uric acid crystals by lowering serum levels of uric acid. The enzyme uricase or urate oxidase (EC 1.7.3.3) is the only anti hyperuricemia drug that affects only uric acid and catalyzes the oxidation of uric acid to hydrogen peroxide and 5-hydroxy isouracil, and finally 5-hydroxy isouracil is decomposed into allantoin and carbon dioxide. One of the main problems with the use of pharmaceutical enzymes as well as the enzyme uricase is the low stability of these enzymes against heat. To solve this problem, there are various methods such as targeted mutation, chemical modification, and the use of additives, including osmolyties. The aim of this study was to investigate some biochemical parameters and temperature stability of recombinant urate oxidase in the presence of proline and glycine additives. Materials and Methods: In this study, the expression vector pET28a (+) containing the gene of Aspergillus flavus was transferred to BL21 strain from Escherichia coli, then recombinant protein expression and purification by Ni-NTA affinity chromatography column. The SDS-PAGE technique was used to ensure that the recombinant protein was expressed, and single-band was confirmed in the range of 34 KDa. Then biochemical and kinetic properties of recombinant enzyme and its the thermal stability in the presence of proline and glycine amino acids were investigated. Results: The results of this study showed that the best conditions for the expression of the recombinant urate oxidase enzyme are temperature of 28 C and a duration of 6 hours. By measuring the activity of the enzyme to determine the optimal temperature and pH, it was determined that the optimal temperature and the optimal pH of the activity of the enzyme uricase is 25 C and pH = 8.5. In the presence of proline 30 C was determined. Also glycine did not affect the optimal temperature of the enzyme. The optimal pH of enzyme activity in the presence of glycine additive was equal to the optimal pH of the activity of the recombinant enzyme (pH = 8.5) and the optimal pH of the enzyme in the presence of proline was in the range of 8-8.5. The enzyme uricase maintained its stability up to 25 C and lost its stability at higher than this temperatures, so that the pure enzyme lost 69 of its activity after 60 minutes at 40 C, while the enzyme with additive Proline during the same period, maintained 73 of its activity. The steady-state rate of inactivated enzyme (Kin) decreased in the presence of proline, In fact the enzyme was more stable in the presence of proline, but the glycine did not affect the Kin enzyme. The half-life (t1 / 2) of the recombinant enzyme did not change in the presence of glycine, but increased significantly in the presence of proline. The kinetic parameters of Km and Vmax of the recombinant enzyme were reduced in the presence of proline and glycine compounds. Conclusion: The results of this research show that between proline and glycine amino acids, proline amino acid as an additive can cause thermal stability of recombinant uricase, so this amino acid can be used to stabilize recombinant uricase enzyme in drug formulation
عنوان اصلی به زبان دیگر
عنوان اصلي به زبان ديگر
The effect of proline and glycine on some kinetic parameters and thermal stability of therapeutic recombinant urate oxidase
نام شخص به منزله سر شناسه - (مسئولیت معنوی درجه اول )