بررسی نقش لوپ انعطاف پذیر در مکانیسم ایجاد نور و تاثیر آن بر روی پارامترهای سینتیکی در لوسیفراز photinus pyralis با استفاده از موتاسیون هدفدار

آنزیم لوسیفراز حشره شب تاب در طی دو مرحله، مرحله اول با نقش لیگازی با استفاده از atp و mg2+ و مرحله دوم با نقش مونواکسیژنازی و با استفاده از o2 باعث تبدیل سوبسترای خود، لوسیفرین به ترکیب برانگیخته اکسی لوسیفرین می شود که در هنگام برگشت به حالت پایه ایجاد نور با بازده کوانتایی بالا می کند. در بین حشرات تنها گونه p. hirtus از railrod worms به طور طبیعی دارای بیولومینسانس نشر نور قرمز است. وجود r353 در گونه p. hirtus که در بقیه لوسیفرازهای با نشر نور سبز حذف شده، یکی از ویژگیهای ساختاری بارز آن است. ورود اسیدآمینه آرژینین در موقعیت مشابه در گونه ایرانی l. turkestanicus باعث شیفت نور قرمز و پایداری حرارتی شد. در این رساله برای بررسی بیشتر نقش این موقعیت در رابطه با مکانیسم ایجاد رنگ نور از ورود چهار اسید آمینه (r، k، e، q) با اندازه زنجیره جانبی مشابه ولی با بار متفاوت در گونه p. pyralis استفاده شد. ورود اسید آمینه های با بار مثبت (r356، k356) باعث شیفت رنگ نوری از سبز به قرمز شد در حالیکه ورود اسید آمینه با بار منفی (e356) تاثیر کمتر و اسید آمینه با بار خنثی (q356) تاثیری بر روی شیفت رنگ نوری نداشت. به منظور بررسی ارتباط بین عملکرد نشر نور و ساختار، مطالعات ساختاری با استفاده از هومولوژی مدلینگ و تکنیک فلورسانس انجام شد. نتایج به دست آمده از هومولوژی مدلینگ تغییرات ساختاری را به صورت یکسری برآمدگی در لوپ انعطاف پذیر در مورد موتانت ها نسبت به لوسیفراز وحشی نشان داد. تغییرات رنگ با جابجایی لوپ در مورد موتانت ها منطبق است. نتایج به دست آمده از فلورسانس فشردگی ساختاری را در مورد موتانت های e356 و q356 و افزایش انعطاف پذیری در مورد موتانت k356 نشان داد. از مهمترین نتایج سینتیکی می توان به افزایش پایداری نسبی در مورد جهش q356 و کاهش پایداری در مورد موتانت های با بار مثبت (r356, k356) و منفی (e356) اشاره کرد.