تأثیر یون‌های فلزی بر فعالیت و پایداری آنزیم‌های پیرازین‌آمیداز نوع وحشی و جهش‌یافته

مقدمه: پیرازین‌آمیداز یک متالوآنزیم مونومری با فعالیت هیدرولازی است و مسئول تبدیل داروی ضدسل پیرازین‌آمید به شکل فعالش یعنی پیرازینوئیک اسید است. جایگاه اتصال به فلز در آنزیم پیرازین‌آمیداز مایکوباکتریوم توبرکلوزیس حاوی یک آسپارتیک اسید (آسپارتیک اسید49) و سه هیستیدین (هیستیدین 51، هیستیدین57 و هیستیدین71) است. بروز جهش در ژن پیرازین‌آمیداز (pncA) مسؤول اصلی مقاومت پیرازین‌آمیدی است و می‌تواند جایگاه اتصال به فلز را تغییر دهد. ازاین‌جهت، بررسی تأثیر یون‌های فلزی مختلف بر فعالیت و پایداری آنزیم پیرازین‌آمیداز نوع وحشی و جهش‌یافته می‌تواند مهم باشد.‏‏ مواد و روش‏‏ها: در این مطالعه ناقل بیانی حاوی ژن پیرازین‌آمیدازهای نوع وحشی و جهش‌یافته به اشرشیا کلی سویۀ BL21 منتقل شد سپس پروتئین‌های نوترکیب بیان و تخلیص شدند. میزان تخلیص با روش الکتروفورزSDS-PAGE ارزیابی شد؛ سپس فعالیت و پایداری آنزیم‌های خالص‌شده در حضور غلظت یک میلی‌مولار از یون‌های دوظرفیتی نیکل (Ni2+)، آهن (Fe2+) و منگنز (Mn2+) بررسی شد.‏‏ نتایج: بررسی ژل حاصل از الکتروفورز SDS-PAGE نشان داد که آنزیم‌های بیان‌شده، خالص شده‌اند. بررسی فعالیت و پایداری در حضور فلزات نشان داد که نیکل باعث افزایش فعالیت و پایداری آنزیم‌های نوع وحشی و جهش‌یافته‌ها (جهش‌یافته ۱: L151S و جهش یافته 2 (سه‌گانه): A143T/T168A/E173K) شد. آهن باعث کاهش فعالیت و پایداری جهش‌یافتۀ 1 شد؛ اما بر سایر آنزیم‌ها تأثیر چشمگیری نداشت. منگنز باعث کاهش فعالیت و پایداری آنزیم‌ها شد.‏ بحث و نتیجه‏ گیری: یون نیکل نسبت به یون‌های آهن و منگنز میان‌کنش‌های مساعدتری با جایگاه اتصال به فلز در پیرازین‌آمیداز نوع وحشی و جهش‌یافته‌ها برقرار کرد و بنابراین باعث افزایش فعالیت و پایداری آنزیم‌ها شد.‏‏