Skip to main content
SUPERVISOR
اقافخر میرلوحی فلاورجانی (استاد مشاور) آذر شاه پیری (استاد راهنما) اصغر طاهری کفرانی (استاد مشاور)
 
STUDENT
Monireh Fesharaki esfahani
منیره فشارکی اصفهانی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده کشاورزی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1395

TITLE

Heterolougous expression of Cu/Zn-superoxide dismutase from Avicennia marina in Escherichia coli
Superoxide dismutase (SOD) is an antioxidant enzyme which protects cells from destructive effects of superoxide anion. This enzyme catalyze dismutation of anion superoxide into oxygen and hydrogen peroxide. This unique enzyme is used in the treatment of diseases caused by oxidative stress. It is also used as an anti-inflammatory enzyme in medical science. So far, many efforts have been made to improve the efficiency and stability of this enzyme because of its importance in medical application. The purpose of this research is cloning, expression, purification and characterization of a novel CuZn-SOD from Avicennia marina (AmCuZn-SOD).To this aim, the coding sequence of CuZn-SOD was cloned into expression vector pET-28a. Then this recombinant plasmid was transformed to Escherichia coli strain Rosetta (DE3). The protein was expressed as a His-tag fusion protein after induction with IPTG in four different conditio in the medium with no metals, in the presence of Cu 2+ , Zn 2+ and both Cu 2+ and Zn 2+ . The SOD in these three conditions was produced and purified by affinity chromatography. The expressed protein contains 188 amino acid residues and its molecular weight is 19 kDa. The activity of this enzyme was determined presence of Cu 2+ and/or Zn 2+ as well as control medium. The stability of the enzyme was measured in the temperature range of 25- 75°C and pH range of 3-12. Base on the results we found that AmSOD has its best activity by addition of both copper and zinc ion to culture of bacteria, The optimum temperature was 25°C and the optimum pH was pH3-8. These results open new window for application of recombinant form of AmSOD in the medicine and industry. Key words: Antioxidant Enzyme; Superoxide Dismutase; Avicennia Marina; Heterologous expression; Activity; Stability
سوپر اکسید دیسموتاز یک آنزیم آنتی اکسیدان است که از سلول‌های زنده در برابر اثرات مخرب آنیون سوپراکسید محافظت می‌کند. این آنزیم با احیا آنیون سوپراکسید، آن را به پراکسید هیدروژن و اکسیژن مولکولی تبدیل می‌کند. با توجه به نوع یون فلزی موجود در جایگاه فعال این آنزیم، سه نوع SOD وجود دارد که در اندامک‌ها یا سیتوسل سلول‌های زنده حضور دارد. این آنزیم منحصر به فرد در درمان بیماریهایی که بر مبنای تنش اکسیداتیو ایجاد می شوند به کار می‌رود. همچنین از آن به عنوان آنزیم ضد التهاب در علم پزشکی استفاده می‌شود. تا کنون تلاش‌های متنوعی برای بهبود کارایی و پایداری این آنزیم انجام شده است. با توجه به این که گیاه حرا یک گیاه تالابی است و اغلب در شرایط محیطی خاص مانند شوری، گرما، غرقابی و... به سر می‌برد، این احتمال وجود دارد که کارایی آنزیم‌های آنتی اکسیدان آن در حد مطلوبی باشد. هدف از این تحقیق، بیان، تخلیص و تعیین شرایط بهینه فعالیت آنزیم CuZn-SOD از گیاه حرا بود. بدین منظور ژن کد کننده CuZn-SOD در وکتور بیانی pET-28a(+) کلون شد و سپس این پلاسمید نوترکیب به باکتری اشرشیا کلی سویه Rosetta–DE3 منتقل شد. پروتئین SOD در سه شرایط مختلف : محیط بدون فلز، محیط حاوی Cu 2+ ، محیط حاوی Zn 2+ و محیط حاوی هر دو فلز پس از القا با IPTG تولید شد. پس از مشاهده بیان پروتئین، این آنزیم توسط ستون کروماتوگرافی تمایلی بر پایه نیکل خالص سازی شد. پروتئین تولید شده شامل 188 آمینواسید و با وزن مولکولی 19 کیلودالتون می‌باشد. همچنین پایداری آنزیم در بازه دمایی 75- 25 درجه سانتی گراد و بازه pH سه تا 12 سنجیده و سپس شرایط بهینه فعالیت این آنزیم مورد بررسی قرار گرفت. بر اساس نتایج به دست آمده این آنزیم از حلالیت مطلوبی برخوردار بود. همچنین با افزودن یون‌های فلزی مس و روی به محیط کشت باکتری وزن تر رسوب سلولی و غلظت پروتئین تولید شده بیشتر شد. واکنش‌های سنجش فعالیت این آنزیم نشان داد که اضافه شدن یون مس و یا افزودن یون‌های مس و روی به طور هم‌زمان، فعالیت این آنزیم را به طور معناداری افزایش می‌دهند. این آنزیم در دمای 25 درجه سانتی گراد و pH سه تا هشت بهترین فعالیت خود را دارد. همچنین مقایسه فعالیت آنزیم یاد شده با همولوگ این آنزیم در کبد گاو نشان از برتری نسبی فعالیت آنزیم نوترکیب داشت. پروتکل حاضر در این تحقیق می‌تواند منبع مناسبی برای تولید این آنزیم آنتی اکسیدان در استفاده‌های بیوتکنولوژیک و دارویی باشد. کلمات کلیدی: آنزیم آنتی اکسیدان، سوپراکسید دیسموتاز، پایداری، فعالیت، گونه‌های فعال اکسیژن، بیان هترولوگ

ارتقاء امنیت وب با وف بومی