بررسی بیوانفورماتیک آنزیم متان مونواکسیژناز و جهش زایی در آن جهت بهبود عملکرد آنزیمی

 آنزیم sMMO دارای سه زیرواحد هیدروکسیلاز، ردوکتاز و پروتیین تنظیم کننده است. آنزیم sMMO علاوه بر سودمندی بالقوه در تبدیل متان به متانول، اکسیداسیون طیف وسیعی از مولکول های آبگریز را انجام می دهد. هدف اصلی این مطالعه تغییر توالی آمینواسیدی آنزیم sMMO توسط روش های بیوانفورماتیکی است به گونه ای که میزان پایداری آن بهبود یابد.

 از سرور ClusPro برای داکینگ زیرواحدهای هیدروکسیلاز و ردوکتاز استفاده شد. آمینواسیدهای موثر در برهمکنش بین زیرواحدها به وسیله نرم افزار LigPlot مشخص شدند. همترازی توالی های مشابه به دست آمده از بلاست با نرم افزار OMEGA انجام شد. برای آمینواسیدهای موثر در برهمکنش بین زیرواحدها بر اساس روند تکاملی و پیش بینی های سرور mCSM-PP12 جهش زایی به وسیله نرم افزار Molegro Virtual Docker ایجاد گردید. از سرور PRODIGY برای به دست آوردن مقدار ∆G نوع وحشی آنزیم و انواع جهش یافته استفاده شد.

 در جهش یافته هایL 83Q، H161N، M43K و S101N مقدار ∆G نسبت به نوع وحشی کمپلکس MMOH-2MMOB منفی تر شد. نتایج حاصل از تحلیل LigPlot نشان می دهد که در جهش یافته های L83Q و H161N پیوندهای هیدروژنی که در نوع وحشی آنزیم وجود داشته، حفظ شده است و این جهش ها در جهت افزایش پایداری آنزیم عمل می کنند. دو جهش یافته D29T و H37F باعث منفی تر شدن مقدار ∆G نسبت به نوع وحشی کمپلکس هیدروکسیلاز-ردوکتاز می شوند. نتایج حاصل از تحلیل LigPlot نشان می دهد که این جهش ها باعث تشکیل پیوند هیدروژنی جدید بین زیر واحد ردوکتاز و هیدروکسیلاز می شود که هم خوانی بالایی با مقادیر ∆G دارد و باعث افزایش پایداری آنزیم شود.

 واضح است که سطح پروتیین کروی باید آبدوست باشد تا بتواند در محیط های آبی پروتیین را محلول و پایدار کند. بنابراین تغییر آمینواسیدهای غیرقطبی سطح پروتیین به آمینواسیدهای قطبی می تواند در پایداری آنزیم ها موثر باشد.