تثبیت آنزیم نوترکیب ارگانوفسفر هیدرولاز (oph) بر روی سطح اسپور باسیلوس سوبتیلیس و تعیین خصوصیت پایداری حرارتی و پایداری آن در ph های مختلف

ترکیبات ارگانوفسفره به وفور در آفت کش ها و عوامل عصبی شیمیایی مورد استفاده قرار گرفته و خطرات زیادی را برای انسان و محیط زیست ایجاد نموده اند. گزارشات زیادی از سم زدایی این ترکیبات با روش های مختلف وجود دارد که از میان این روش ها، هیدرولیز آنزیمی این ترکیبات با آنزیم ارگانوفسفر هیدرولاز، بیشتر مورد توجه محققین واقع شده است. آنزیم ارگانوفسفر هیدرولاز یک پروتئین همو دایمر است که اولین بار از باکتری سودوموناس دیمینوتا و فلاوباکتریوم جدا شده که قادر به تجزیه گستره وسیعی از ترکیبات ارگانوفسفره سمی می باشد. استفاده از فرم تثبیت شده این آنزیم در مقابل فرم آزاد آن باعث افزایش پایداری آنزیم شده و هزینه ها را به واسطه امکان بازیافت و استفاده مجدد از آن کاهش می دهد. همچنین، با تثبیت آنزیم امکان جداسازی آسان و سریع آن از محیط واکنش نیز فراهم می گردد. در این مطالعه ژن کد کننده آنزیم نوترکیب ارگانوفسفر هیدرولاز در ناقل بیانی pet-26b (+) کلون شد و در میزبان e. coli bl21 (de3) plyss بیان و به محیط کشت باکتری ترشح گردید. سپس آنزیم بعد از خالص سازی، بر روی سطح اسپورهای باکتری باسیلوس سوبتیلیس به عنوان یک حامل جدید، به روش جذب سطحی و پیوند کووالان، برای اولین بار تثبیت گردید. تثبیت آنزیم بر روی سطح اسپور با روش های مختلفی مانند سنجش فعالیت آنزیمی اسپورها، وسترن بلات، فلوسایتومتری و میکروسکوپ فلورسنت تأیید گردید. نتایج این مطالعه نشان داد که در فرم تثبیت شده آنزیم ارگانوفسفر هیدرولاز به روش جذب سطحی، تقریباً حدود 42 تا 45 درصد از فعالیت آنزیم ارگانوفسفر هیدرولاز در ارتباط با اسپور ها حفظ شد و در ph و دمای بهینه فعالیت آنزیم با جذب بر روی اسپور، تغییری حاصل نشد، اما پایداری آنزیم متصل به اسپور در دما و ph های بالا بیشتر از فرم آزاد آنزیم بود. در تثبیت آنزیم به صورت کووالان، درصد تثبیت آنزیم بر روی سطح اسپورها، حدود 55 تا 60 درصد بود. تثبیت کووالان آنزیم بر روی سطح اسپور با روش های طیف سنجی ft-ir و میکروسکوپ الکترونی نگاره، بررسی و تأیید گردید. آنزیم تثبیت شده به صورت کووالان، بعد از 6 بار استفاده در واکنش های آنزیمی متعدد توانست، سوبسترای ارگانوفسفره پارااُکسون را بدون کاهش قابل توجه در فعالیت، تجزیه نماید. پایداری آنزیم ارگانوفسفر هیدرولاز تثبیت شده بر روی اسپور به صورت کووالان، در دما و ph های مختلف نسبت به فرم آزاد آنزیم بهبود یافت. با توجه به امنیت اسپور باکتری باسیلوس سوبتیلیس برای انسان و محیط زیست و همچنین هزینه پایین تولید و تخلیص اسپور، آنزیم تثبیت شده بر روی سطح اسپور، پتانسیل استفاده به عنوان یک بیوکاتالیست، برای تجزیه آلودگی های ارگانوفسفره در محیط و بیوراکتور ها را با کارایی بالا دارا می باشد.