بررسی اثر جایگزینی آمینو اسیدهای حیاتی دمین اتصالی به لوسیفرین بر ساختار و عملکرد آنزیم بازیافت کننده لوسیفرین (lre) از گونه lampyris turkestanicus

آنزیم بازیافت کننده لوسیفرین (lre) در بازیافت d-luciferin به صورت in vitro مشارکت می نماید و سبب افزایش شدت و زمان نشر نور لوسیفراز حشره می شود. دُمین های اتصالی به لوسیفرین i و ii به عنوان نواحی بالقوه جایگاه اتصالی لوسیفرین شناخته شده اند. در این تحقیق برای نخستین بار آمینواسیدهای t69، g75 و k77 موجود در دُمین اتصالی به لوسیفرین i مربوط به t-lre از گونه l.turkestanicus از طریق جهش زایی هدفمند جایگزین گردیدند. در مقایسه با دیگر جهش یافته ها، t69r بازه زمانی نشر نور را طولانی تر می نماید و همچنین سبب افزایش 2 برابری شدت نور می شود. افزون بر این، جهش یافته k77e/t69r نشر نور لوسیفراز را به میزان دو برابر ولی به صورت کوتاه مدت افزایش داد. برعکس، جهش یافته های g75e، k77e و g75e/t69r نتوانستند نشر نور لوسیفراز را در in vitro افزایش دهند و جهش یافته های k77e/g75e و k77e/g75e/t69r رفتار حد واسط داشتند. به علاوه، نتایج مطالعه مشخص نمود که در غیاب t-lre (t69r)، غلظت های 5 میلی مولار از d و l-cysteine سبب افزایش معنادار در نشر و زمان نشر نور لوسیفراز شده و decay rate نشر لوسیفراز را کاهش می دهند. بر مبنای مطالعات فعالیت، آنالیز far-uv cd، نتایج فلورسانس ans و dls آنزیم لوسیفراز در حضور و عدم حضور d-cysteine، آمینواسید d-cysteine مستقیما لوسیفراز را تحت تأثیر قرار می دهد زیرا پتانسیل redox ضعیف داشته، دارای خاصیت ضد تجمعی (anti-aggregatory) است و کنفورماسیون و ویژگی های سینتیکی لوسیفراز را تغییر می دهد. در یک جمع بندی کلی می توان گفت که احتمالاً آمینواسیدهای جهش یافته در جایگاه فعال آنزیم t-lre قرار دارند، به نظر می رسد که در جهش یافته t69r اسیدآمینه arg69 جایگزین شده که معادل arg218 لوسیفراز می باشد، اتصال به آکسی لوسیفرین را بهبود می بخشد و حضور آمینواسیدهای gly75 و نیزk77 جهت عملکرد مطلوب آنزیم چندکاره t-lre ضروری می باشد. به علاوه، بر مبنای این پژوهش می توان گفت که بخش اعظم افزایش در میزان و زمان نشر نور در واکنش های جفت شده lre و لوسیفراز در مطالعات قبلی از تأثیر مستقیم d-cysteine بر ساختار و فعالیت لوسیفراز حاصل شده است.