فلزات سنگین از جمله کادمیم منجر به ایجاد خطرات زیست¬محیطی می¬شوند و این فلز سنگین تهدید بزرگی برای سلامتی انسان¬ها و حیوانات می¬باشد. هدف از انجام این پژوهش بررسی ارتباط بین بیان پلاسمیدی ژنsmta و بقاء باکتری e.coli در برابر نمک کادمیم کلرید بود. بدین منظور، در ابتدای این پژوهش ابتدا با استفاده از سنجش نوری، دامنه تحمل باکتری نوترکیب با ژن smta در غلظت¬های مختلف نمک کادمیم کلرید بررسی شد. در این بازه¬ی مقاومتی (5/0 تا 7/0 میلی مولار نمک کادمیم کلرید)، القای باکتری نوترکیب با iptg، نمک کادمیم کلرید و بدون تیمار انجام شد و تا 16 ساعت پس از رشد با فاصله زمانی، مجددا od اندازه گیری شد. 6 ساعت پس از رشد، درست در نقطه ای که شیب نمودار رشد باکتری منفی می¬شود، نمونه برداری انجام شد و استخراج rna باکتری صورت گرفت. پس از استخراج rna، سنتز cdna و در نهایت سنجش بیان ژن smta با استفاده از تکنیکreal time-pcr انجام شد. قبل از بررسی بیان ژن smta، طراحی و ساخت پرایمرهای اختصاصی ژنsmta وamp r به عنوان ژن کنترل داخلی انجام گرفت و در نهایت داده¬های بدست آمده توسط نرم افزار spss مورد تحلیل قرار گرفت. پس از بررسی سنجش نوری تیمارها جهت بررسی mic باکتری، در محدوده¬ی 0تا 100 میلی مولار نمک کادمیم کلرید، محدوده¬ی کوچکتر 5/0 تا 7/0 میلی مولار بدست آمد. سنجش بیان ژن smta در زمان شروع رشد منفی باکتری نوترکیب،یعنی 6 ساعت پس از رشد مورد بررسی قرار گرفت، که این سنجش در سه حالت تیمار با نمک کادمیم کلرید و iptg و بدون تیمار، در محدوده¬ی 5/0 تا 7/0 میلی مولار نمک کادمیم کلرید انجام شد. در این پژوهش با افزایش غلظت نمک کادمیوم کلرید از 5/0 به 7/0 میلی مولار، علاوه بر افزایش بیان ژن smta، بقاء باکتری نیز افزایش یافت. همچنین، بیشترین و کمترین میزان بیان ژن smta به ترتیب در حالات تیماری 2 (تحت تاثیر 7/0 میلی مولار نمک و iptg) و 6 (تحت تاثیر یک میلی مولار نمک و بدون حضور iptg) مشاهده شد. نتایج اخیر به خوبی نشان می دهد که بیان القا شده با iptg پروتئین های کد شونده توسط ژن smta موجب مقاومت بخشی باکتری های هدف در محدوده غلظتی 5/0 تا 7/0 میلی مولار گردیده است. این یافته می¬تواند راهبردی برای مقابله با آلودگی¬های زیست محیطی به فلز کادمیم در محدوده¬ی غلظت 5/0 تا 7/0 میلی مولار باشد.

آفت¬کش¬های ارگانوفسفره برای کنترل آفت¬های کشاورزی استفاده می¬شوند و 38% کل آفت کش های موجود در جهان را شامل می شوند. این ترکیبات استیل کولین استراز را مهار می کنند که منجر به تجمع استیل کولین و در نهایت نقص در اندام و حتی مرگ می گردند. یکی از آنزیم¬هایی که دارای ویژگی سوبسترایی وسیع برای تجزیه ارگانوفسفات¬هاست آنزیم دی ایزوپروپیل فلوروفسفاتاز(dfpase ) می¬باشد که در مغز ماهی مرکب( loligo vulgaris ) یافت شده است. تیمار ترکیبات ارگانوفسفره با استفاده از سوش¬های مهندسی شده حاوی آنزیم dfpase روش مناسبی برای حذف این ترکیبات می¬باشد. در این مطالعه به منظور تسریع تجزیه ترکیبات ارگانوفسفره بیان ترشحی آنزیم dfpaase برای اولین بار در میزبان b. subtilis wb600 بررسی شد. این مدل از بیان آنزیم باعث میگردد محل آلوده مورد نظر سریعتر و با ایمنی بالاتر رفع آلودگی شود. ژن dfpase به کمک pcr از وکتور pet28-inav/n-dfpase تکثیر یافت. محصول pcr بدست آمده در وکتور pwb980 کلون گردید. سوش باکتریایی b. subtilis wb600 مستعد با وکتور نوترکیب ترانسفرم شدند. بررسی بیان ترشحی پروتئین در محیط بسیار غنی به کمک تکنیک sds page باند پروتئینی حدود 35 کیلودالتون را پس از 72 ساعت گرمادهی در دمای 35 درجه و دور rpm 150 نشان داد. مطالعه فعالیت به روش مانیتورینگ فلوراید آزاد شده از تجزیه dfp، u/l3333 فعالیت را نشان داد. نتایج به دست آمده نشان می دهد سوش نوترکیب به منظور تولید تجاری این آنزیم، بسیار کارآمد باشد.

این پژوهش با هدف غربالگری آنزیم یوریکاز در مجموعه ای از باکتری های نمک دوست و باکتری های تحمل کننده ی نمک جدا شده از دریاچه و محیط های شور و پر نمک ایران انجام گرفت و ابتدا سنجش کیفی بر روی پلیت حاوی سوبسترای آنزیم یوریکاز؛ اوریک اسید، صورت گرفت و سویه های دارای آنزیم یوریکاز فعال، قادر به تجزیه ی اوریک اسید و تبدیل به ماده ی حلال تر آلانتوئین بوده و بنابراین اطراف کلنی های این سویه های دارای آنزیم، هاله ی شفاف ایجاد شد و این سویه های مثبت در مرحله ی بعد برای مقایسه ی کمی با استفاده از اسپکتروفتومتر -uv مرئی با طول موج nm 293 بررسی شدند. در مقایسه ی کمی، در طول موج nm 293 ؛ طول موجی که حلقه ی پورین اوریک اسید در این طول موج، جذب نشان می دهد،کاهش جذب در nm293 نشان دهنده ی فعالیت آنزیم یوریکاز است. سویه ی با بیشترین فعالیت آنزیم (halobacillus sp. gcfx14 و (halomonas sp. bg6 برای بهینه سازی انتخاب شدند بهینه سازی اثر دما، درصد نمک و ph بررسی شد. دما، ph و میزان نمک بهینه برای halobacillus sp. gcfx14 به ترتیب°c 35، 8 و 2.5% و برای halomonas sp. bg6 به ترتیب °c 35، 8 و 2% بود. برای این سویه ها برای معرفی محیط کشت جدید مناسب جهت تولید آنزیم اثر منابع کربن مختلف، منابع ازت، نمک های مختلف و همچنین درصد اوریک اسید بررسی شده است. برای halobacillus sp. gcfx14 منبع کربن پپتون گوشت 2%، منبع ازت عصاره ی مخمر 0.5% و نمک nacl ، در مورد halomonas sp. bg6 منبع کربن گلوکز 1%، منبع ازت عصاره ی مخمر 0.5% و نمک nacl و برای هر دو باکتری 0.2% اوریک اسید مناسب بود. اثر فاکتورهای دما، ph و درصد نمک بر روی فعالیت آنزیم بررسی شد، آنزیم در دمای °c 40 و ph 8 برای هر دو باکتری بیشترین فعالیت را داشته، آنزیم یوریکاز halomonas sp. bg6 در 0% nacl و آنزیم یوریکاز halobacillus sp. gcfx14 در 1% بیشترین فعالیت را داشته است. فعالیت آنزیم در محیط جدید نسبت به محیط قبلی برای باکتری halomonas sp. bg6 نزدیک به 2.5 برابر و برای باکتری halobacillus sp. gcfx14 نزدیک به 2 برابر افزایش یافته است.