بررسی اثر مایعات یونی و نانو مایعات یونی مغناطیسی بر پایه متیل ایمیدازولیوم بر ساختار و عملکرد آنزیم لوسیفراز گونه photunis pyralis

چکیده شناخته شده ترین موجود بیولومینسانس، حشره شب تاب آمریکای شمالی، photinus pyralis، می باشد. بیولومینسانس یک واکنش آنزیمی است که با واسطه آنزیم لوسیفراز و سوبسترای لوسیفرین انجام می پذیرد. آنزیم لوسیفراز اساس گستره وسیعی از تکنیک های تشخیصی را تشکیل می دهد. نور تولیدی توسط این آنزیم یکی از حساس ترین ابزارها در تشخیص atp برای اندازه گیری آلودگی های میکروبی با حساسیت بالا، سنجش های ژن گزارشگر در بیولوژی مولکولی، ارزیابی فعالیت فسفاتازها، استفاده در تعیین توالی dna و به عنوان یک ابزار در ردیابی تاخوردگی پروتئین و فعالیت چاپرونین ها در بدن موجود زنده می باشد. با این حال، آنزیم لوسیفراز بسیار ناپایدار است و به سرعت فعالیت خود را حتی در دمای اتاق از دست می دهد. این امر منجر به از دست رفتن حساسیت و دقت کاربردهای تشخیصی آنزیم می شود. برای بهبود پایداری گرمایی آنزیم از مایعات یونی و نانو مایعات یونی مغناطیسی به عنوان افزودنی های جدید و پایدار کننده استفاده کردیم. ابتدا بیان ژن و تخلیص آنزیم لوسیفراز انجام شد. برای بررسی اثر مایعات یونی و نانو مایعات یونی مغناطیسی در پایداری آنزیم، مقایسه سینتیکی و ساختاری این آنزیم در غیاب و حضور این ترکیبات انجام شد. تمایل آنزیم [km] نسبت به سوبسترای atp در حضور همه ترکیبات استفاده شده به استثنای ترکیب [bmim][bf4] کاهش یافت. همچنین ترکیبات فوق بر روی تمایل آنزیم نسبت به سوبسترای لوسیفرین هیچ گونه تاثیری نداشتند. در مطالعه غیر فعال شدن گرمایی آنزیم در حضور ترکیبات فوق یک اثر پایدار کننده قوی برای [bmim][cl]، در حفظ فعالیت آنزیم لوسیفراز حشره شب تاب و جلوگیری ازغیرفعال شدن گرمایی آن مشاهده شد. همچنین نشان داده شد که این ترکیبات به جز [bmim][bf4] دمای بهینه آنزیم را تا حدودی افزایش می دهند. مطالعات ساختاری با استفاده از فلورسانس ذاتی و دورنگ نمایی دورانی (cd) نشان دهنده تغییراتی در ساختار دوم و سوم آنزیم، در حضور این ترکیبات می باشد. در مجموع نتایج نشان می دهند که مایعات یونی سرعت غیرفعال شدن آنزیم لوسیفراز را کاهش می دهند، باعث فشردگی بیشتر ساختار دوم پروتئین شده و بنابراین ساختار فضایی آنزیم را در برابر غیرفعال شدن گرمایی حفظ می کنند.