تاثیر یون های فلزی بر فعالیت و پایداری آنزیم های پیرازین آمیداز نوع وحشی و جهش یافته

پیرازین آمیداز یک متالوآنزیم مونومری با فعالیت هیدرولازی است و مسئول تبدیل داروی ضدسل پیرازین آمید به شکل فعالش یعنی پیرازینوئیک اسید است. جایگاه اتصال به فلز در آنزیم پیرازین آمیداز مایکوباکتریوم توبرکلوزیس حاوی یک آسپارتیک اسید (آسپارتیک اسید49) و سه هیستیدین (هیستیدین 51، هیستیدین57 و هیستیدین71) است. بروز جهش در ژن پیرازین آمیداز (pncA) مسوول اصلی مقاومت پیرازین آمیدی است و می تواند جایگاه اتصال به فلز را تغییر دهد. ازاین جهت، بررسی تاثیر یون های فلزی مختلف بر فعالیت و پایداری آنزیم پیرازین آمیداز نوع وحشی و جهش یافته می تواند مهم باشد.
در این مطالعه ناقل بیانی حاوی ژن پیرازین آمیدازهای نوع وحشی و جهش یافته به اشرشیا کلی سویه BL21 منتقل شد سپس پروتئین های نوترکیب بیان و تخلیص شدند. میزان تخلیص با روش الکتروفورزSDS-PAGE ارزیابی شد؛ سپس فعالیت و پایداری آنزیم های خالص شده در حضور غلظت یک میلی مولار از یون های دوظرفیتی نیکل (Ni2+)، آهن (Fe2+) و منگنز (Mn2+) بررسی شد.
بررسی ژل حاصل از الکتروفورز SDS-PAGE نشان داد که آنزیم های بیان شده، خالص شده اند. بررسی فعالیت و پایداری در حضور فلزات نشان داد که نیکل باعث افزایش فعالیت و پایداری آنزیم های نوع وحشی و جهش یافته ها (جهش یافته 1: L151S و جهش یافته 2 (سه گانه): A143T/T168A/E173K) شد. آهن باعث کاهش فعالیت و پایداری جهش یافته 1 شد؛ اما بر سایر آنزیم ها تاثیر چشمگیری نداشت. منگنز باعث کاهش فعالیت و پایداری آنزیم ها شد.
یون نیکل نسبت به یون های آهن و منگنز میان کنش های مساعدتری با جایگاه اتصال به فلز در پیرازین آمیداز نوع وحشی و جهش یافته ها برقرار کرد و بنابراین باعث افزایش فعالیت و پایداری آنزیم ها شد.