Skip to main content
SUPERVISOR
Javad Keramat,Azar Shahpiri
جواد کرامت (استاد مشاور) آذر شاه پیری (استاد راهنما)
 
STUDENT
Akram Kazemi nasab
اکرم کاظمی نسب

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده کشاورزی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1393
These days many people around the world suffer from obesity, insulin resistance, and diabetes type II. Sugar, the most favorite sweetener, is a cause of these diseases due to high calorie level. Therefore, finding healthy and financially reasonable replacements for sugar and artificial sweeteners has increasingly become important and the demand for non-calorigenic protein-based sweeteners with favorable taste properties is high. So far, eight sweet proteins including Brazzein have been found in the African plant of Pentadiplandra Brazeanna. Brazzein has become an important sweetener protein due to sweetness, heat stability, minimum molecular weight, and having the characteristics of carbon hydrates. In the present work we aim to produce Brazzein in E.coli as fusion protein with His.Tag. Threfore the sequence of the gene encoding Brazzein was coloned into pET28a. The resulted constructs pET28a- braz were transformed to E.coli , strain Rosseta (DE3). Following the induction with isopropyl-?-D-1-thiogalactopyranoside, the protein His-Breaz was expressed in E. coli . However a large percent of protein was found in insoluble fraction. To solve the solubility of protein we decided to express the protein as carboxyl-terminal extensions of glutathione-S-transferase (GST-tag). The analysis of total protein as well as soluble and insoluble fractions of E. coli revealed that the presence of GST-tag resulted in 40 % increase in solubility. Both of His-Braz and GST-Braz were purified using affinity chromatography. We found that the concentration (based on molarity) and the final yield of GST.Braz (the produced pure protein from 1 L culture) are 512 and 3200 times more than His.Braz. Because of the limited effect of N-terminal tags on the sweetness of Brazzein, we tried to remove the GST-tag using enterokinase enzyme. The analysis of digested product on Tricine SDS-PAGE revealed that the enzymatic digestion was effective. However the challenge of enzyme cost in production of large scale Brazzein is a serious problem in using GST. braz system Therefore the production of Brazzein in eukaryote system like Yeast Saccharomyces cerevisiae was another step in this project. To this end the gene encoding Brazzein was cloned in a vector with GPD promoter. The construct GPD-Braz was transformed into 5D strain of the yeast. The expression of Brazzein was confirmed in Saccharomyces cerevisiae after analysis of total protein on Tricine SDS-PAGE. However the solubility of protein in this system and the sweetness of protein is still required to be checked in the future. Keywords: Sweet protein, Brazzein, fusion Tag GST, Enterokinase enzyme Tricine-SDS-PAGE
امروزه انسانهای زیادی در سراسر جهان از بیماری های چاقی، مقاومت انسولین و دیابت های نوع ? رنج می برند. شکر محبوب ترین شیرین کننده در مواد غذایی است که به دلیل داشتن کالری بالا با ایجاد این بیماری ها در ارتباط می باشد. بنابراین پیدا کردن جایگزین های سالم و مقرون به صرفه تر نسبت به قندها و شیرین کننده های مصنوعی افزایش قابل توجهی یافته است و تقاضا برای شیرین کننده های مبتنی بر پروتئین غیر کالری زا، با خواص طعم مطلوب بالاست. تا کنون هشت پروتئین شیرین و از جمله برازئین واقع در میوه ی گیاه آفرقایی Pentadiplandra brazzeana شناسایی شده اند. خصوصیاتی مانند شیرینی، ثبات حرارتی، حلالیت آبی، حداقل وزن مولکولی و خواص طعمی شبیه شیرین کننده های کربوهیدراتی، در حال حاضر برازئین را به شیرین کننده ی پروتئینی برتر تبدیل کرده است. در این تحقیق هدف ما تولید برازئین در E.coli به عنوان پروتئین الحاقی با His-tag است. بنابراین توالی ژن کد کننده ی برازئین در pET28a همسانه سازی شد و دستواره تولیدی pET28a- braz به E.coli سویه Rosetta (DE3) انتقال یافت. به دنبال القا توسط IPTG، پروتئین His-Braz در E.coli بیان شد. با این حال درصد زیادی از پروتئین در فاز نامحلول یافت شد و برای حل این مشکل، ما تصمیم به بیان پروتئین به عنوان یک قسمت الحاقی به انتهای کربوکسیلی از GST-tag گرفتیم. بررسی پروتئین های کل، محلول و نامحلول نشان داد که برچسب GST منجر به یک افزایش 40 درصدی حلالیت شد. هر دوی His-Braz و GST-Braz با استفاده از کروماتوگرافی تمایلی خالص سازی شدند و متوجه شدیم که غلظت (بر حسب مولار) و عملکرد نهایی GST-Braz (پروتیین خالص تولید شده از یک لیتر محیط کشت) 512 و 3200 برابر بیشتر از His-Braz بودند اما با توجه به اثر منفی برچسب های انتهای آمینو بر روی شیرینی برازئین، حذف GST-tag با استفاده از آنزیم انتروکیناز انجام شد. بررسی محصول برش یافته بر روی Tricine-SDS-PAGE نشان دهنده برش آنزیمی موثری بود. با این حال چالش هزینه آنزیم در تولید مقیاس بالای برازئین، یک مشکل مهم در استفاده از سیستم GST- braz بود بنابراین تولید برازئین در سیستم یوکاریوتی همچون مخمر ساکارومایسس سرویزیه به عنوان مرحله ی دیگری در این پروژه انجام شد. بدین منظور ژن کد کننده ی برازئین در یک ناقل با پروموتر GPD همسانه سازی شد. دستواره GPD- braz به سویه 5D از مخمر انتقال یافت و بیان برازئین در ساکارومایسس سرویزیه بعد از بررسی پروتئین کل بر روی Tricine-SDS-PAGE تایید شد. با این حال حلالیت و شیرینی پروتئین نیاز به بررسی در آینده دارد. کلمات کلیدی: پروتئین شیرین ، برازئین، شریک الحاقی GST، آنزیم انتروکیناز، Tricine-SDS-PAGE

ارتقاء امنیت وب با وف بومی