Skip to main content
SUPERVISOR
غلامرضا احمدیان (استاد راهنما) اقافخر میرلوحی فلاورجانی (استاد راهنما) کامبیز اکبری (استاد مشاور)
 
STUDENT
Hamid reza Fasehee
حمیدرضا فصیحی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده کشاورزی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1386
Nowadays, modification of the living cell surface has gained a lot of interest in biotechnological applications, immunology and applied microbiology. Because of the great importance of bacteria in biotechnological research, considerable researches have been carried out into the field of changing their cell surface. Expression of recombinant proteins on the cell surface is one of the strategies to change the bacterial cell surface. Gram-positive bacteria code for one or more enzymes termed sortases which catalyze the covalent anchoring of substrate proteins on their cell wall. They recognize an amino acid sequence designated sorting motif, present close to the C-terminal end of the substrate proteins, cleave within this motif and catalyze anchoring of the polypeptide chain to the peptide croridge linking the peptidoglycan strands in a traeptidation reaction. Bacillus subtilis has been reported to code for two different sortases but the sorting sequences recognized by them are yet unknown. In this study in order to understand the mechanism of sortase enzymatic system in B. subtilis , two experiments were carried out for in vivo and in vitro sortase assay. For in vivo study a cell wall anchoring vector was made by inserting two genes, a putative sortase gene yhcS and the coding region of the 3‘ terminal part of the yhcR gene of B. subtilis (coding for a putative sortase substrate YhcR) that was anchored to the 3’ end of Chitinase gene (ChiS). Cell wall anchoring vector was transformed to the B. subtilis and the cells were cultured in LB medium. The presence of Chitinase on the cell surface of B. subtilis was analyzed using SDS-PAGE, Western blotting DNS and flow cytometery methods. Results showed that chitinase was attached to the cell wall and had enzymatic activity. In the next step of experiment, a sortase substrate was desingned that possessed a sorting motif in its unstructural domain. This substrate and sortase YhcS was purified using affinity chromatoghraphy. In vitro sortase assay was done using sortase YhcS and its substrate. The results showed that the sortase YhcS is not functional I vitro . Keywords : Surface Display, Chitinase, Sortase Enzymatic system, Bacillus subtilis
در سال های اخیر، تغییر سطح سلول های زنده کاربردهای فراوانی در زمینه های بیوتکنولوژی، ایمونولوژی و میکروبیولوژی داشته است. در این بین تغییر سطح سلول های باکتریایی به عنوان مهمترین میکرو ارگانیسم های مورد استفاده در صنایع بیوتکنولوژی، مورد علاقه محققین بسیاری بوده است. بیان و اتصال پروتئین های هترولوگ به سطح سلول، یکی از راه های تغییر سطح سلول های باکتریایی می باشد. در باکتری های گرم مثبت، یک یا دو آنزیم با عنوان سورتاز وجود دارد که اتصال سوبسترای پروتئینی به دیواره سلول را با ایجاد یک پیوند کووالان کاتالیز می کند. این آنزیم با تشخیص توالی آمینو اسیدی با عنوان موتیف شناسایی آنزیم سورتاز که در انتهای کربوکسیل پروتئین سوبسترا قرار دارد، در یک واکنش ترانس پپتیدازی آن را شکسته و پروتئین سوبسترا را به لایه پپتیدوگلیکانی دیواره سلولی متصل می کند. در باکتری باسیلوس سوبتیلیس، دو سورتاز مختلف با عنوان YhcS و YwpE گزارش شده است، اما هنوز هیچ سوبسترای پروتئینی که توسط این آنزیم یه دیواره سلولی باکتری متصل شوند، شناسایی نشده است. با این وجود ارتباط YhcS با دو پروتئین با عنوان YhcR و YfkN که در انتهای کربوکسیل خود توالی مشابه موتیف شناسایی آنزیم سورتاز دارند، تایید شده است. در این تحقیق به منظور شناسایی سیستم آنزیمی سورتاز در باکتری باسیلوس سوبتیلیس، سعی شد با استفاده از آنزیم سورتازYhcS ، پروتئین کیتیناز که در انتهای کربوکسیل آن موتیف شناسایی آنزیم سورتاز در پروتئین YhcR اضافه شده بود، به سطح باکتری باسیلوس سوبتیلیس متصل شود تا بتوان در کنترل بیولوژیک عوامل بیماری زای گیاهی در سطح مزارع از آن استفاده کرد. برای رسیدن به این هدف، ابتدا سعی شد ژن کد کننده آنزیم YhcS به همراه ژن کد کننده آنزیم Chitinase که در انتهای کربوکسیل آن موتیف شناسایی آنزیم سورتاز از پروتئین YhcR اضافه شده بود، درون وکتور بیانی جاسازی شده و تغییرات سطح سلول باکتری، پس از ورود وکتور به آن با تکنیک های SDS-PAGE، Western Blotting و Flow cytometery بررسی شود. نتایج این بخش از آزمایشات حاکی از آن بود که پروتئین کیتیناز به طور موفقیت آمیزی به سطح باکتری متصل شده و فعالیت کیتینازی از خود نشان می دهد. در ادامه ی آزمایشات، یک سوبسترای پروتئینی طراحی شد که در قسمت میانی آن توالی شناسایی آنزیم سورتاز در پروتئین YhcR جا سازی شده بود. این سوبسترای پروتئینی به همراه آنزیم سورتاز YhcS توسط روش کروماتوگرافی ستون نیکل خالص سازی شدند و بر هم کنش آنها در محیط in vitro مورد بررسی قرار گرفت. نتایج این بخش از آزمایشات نشان دهنده ی آن بود که آنزیم YhcS به تنهایی قادر به انجام عمل ترانس پپتیدازی در محیط بیرون از سلول زنده نیست و برای فعالیت خود احتیاج به عوامل دیگری نیز دارد. به طور کلی نتایج این تحقیق روشن شدن بخشی از سیستم آنزیمی سورتاز در باکتری باسیلوس سوبتیلیس بود که در آن آنزیم سورتاز YhcS و موتیف شناسایی آنزیم سورتاز در پروتئین YhcR نقش کلیدی را ایفا می کنند. واژه های کلیدی : بیان سطحی، کیتیناز، سیستم آنزیمی سورتاز، باکتری باسیلوس سوبتیلیس

ارتقاء امنیت وب با وف بومی