اثر حلال‌های آلی بر پایداری ساختار وفعالیت کاتالیتیکی پپسین

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشیار دانشگاه شهرکرد

2 دانش آموخته کارشناسی ارشد بیوشیمی

چکیده

آنزیم پپسین در مخاط معده مهره­داران سنتز می­شود. پپسین از 327 رزیدو تشکیل شده ­است. وزن مولکولی آن KD34 می­باشد. ساختار پپسین غالباً β-Sheet و رندوم کویل با α- هلیکس محدود است و دو دمین آن با یک صفحه بتا شش­رشته­ای به هم متصل می­شوند. در این مطالعه از دستگاه اسپکتروفتومتر مدل فارماسیا 4000 با سیستم کنترل دما استفاده و پایداری دمایی پپسین خوک در حضور غلظت­های مختلف (0 تا 50% حجمی- حجمی) حلاّل‎های آلی بوتانول، اتانول، 4،1- بوتان­دیول و گلیسرول در 2pH= بررسی شد. Tm پپسین به ترتیب در حضور حلاّل­های بوتانول، اتانول و 4/1-بوتان­دیول کاهش یافت و در حضور گلیسرول افزایش یافت. همچنین اثر این حلاّل­های آلی بر روی فعالیت پپسین خوک بررسی شد. فعالیت پپسین به ترتیب در حضور محلول­های آبی بوتانول، اتانول و 4/1- بوتان­دیول با افزایش غلظت حلاّل­های آلی کاهش یافت و در حضور گلیسرول با افزایش غلظت حلاّل آلی زیاد شد. تغییرات ایجاد شده در فعالیت کاتالیتیکی به وسیله حلاّل­های آلی محلول در آب بوتانول، اتانول و 4/1- بوتان­دیول ممکن است مربوط به تغییرات ساختاری که به وسیله تغییرات پایداری دمایی نیز نشان داده شد و همچنین تغییر در جایگاه فعال پپسین باشد و گلیسرول نیز ساختار پپسین را پایدار کرد.

کلیدواژه‌ها


Arakawa, T.; Timasheff, SN.; (1982) Stabilization of protein structure by sugars. Biochemistry, 21(25): 6536-6544.

Castillo, B.; Pacheco, Y.; AL-Azzam, W.; Griebenow, K.; Devi, M.; Ferrer, A.; Barletta, G.; (2005) On the activity loss of hydrolases in organic solvents: I. Rapid loss of activity of a variety of enzymes and formulations in a range of organic solvents. Journal of Molecular Catalysis B: Enzymatic, 35 (4-6): 147-153.

Chakraborty, T.; Chakraborty, I.; Moulik, SP.; Ghosh, S.; (2007) Physicochemical studies on pepsin-CTAB interaction: Energetics and structural changes. the Journal of Physical Chemistry B, 111(10): 2736-2746.

Cooper, JB.; Khan, G.; Taylor, G.; Tickle, IJ.; Blundell, TL.; (1990) X-ray analyses of aspartic proteinases: II. Three-dimensional structure of the hexagonal crystal form of porcine pepsin at 2. 3 A˚ resolution. Journal of Molecular Biology, 214 (1): 199-222.

Dunn, BM.; (2001) Overview of Pepsin‐like Aspartic Peptidases. Current Protocols in Protein Science, 21-3.

Dunn, BM.; (2002) Structure and mechanism of the pepsin-like family of aspartic peptidases. Chemical Reviews, 102 (12) : 4431-4458.

Fitzpatrick, PA.; Ringe, D.; Klibanov, AM.; (1994) X-ray crystal structure of cross-linked subtilisin carlsberg in water vs acetonitrile. Biochemical and Biophysical Research Communications, 198 (2) : 675-681.

Gupta, MN.; (1993) Enzyme function in organic solvents. EJB Reviews. Springer, 203: 25-32

Griebenow, K.; Klibanov, AM.; (1995) Lyophilization-induced reversible changes in the secondary structure of proteins. Proceedings of the National Academy of Sciences, 92(24): 10969-10976.

Kaushik, JK.; Bhat, R.; (1998) Thermal stability of proteins in aqueous polyol solutions: role of the surface tension of water in the stabilizing effect of polyols. the Journal of Physical Chemistry B, 102 (36): 7058-7066.

Mozhaev, VV.; Khmelnitsky, YL.; Sergeeva, MV.; Belova, AB.; Klyachko, NL.; Levashov, AV.; Martinek, K.; (1989) Catalytic activity and denaturation of enzymes in water/organic cosolvent mixtures. European Journal of Biochemistry, 184 (3): 597-602.

Okoniewska, M.; Tanaka, T.; Yada, RY.; (1999) The role of the flap residue, threonine 77, in the activation and catalytic activity of pepsin A. Protein Engineering, 12 (1): 55-61.

Pittz, EP.; Timasheff, SN.; (1978) Interaction of ribonuclease A with aqueous 2-methyl-2, 4-pentanediol at pH 5. 8. Biochemistry, 17(4): 615-623.

Prasad, B.; Suguna, K.; (2002) Role of water molecules in the structure and function of aspartic proteinases. Acta Crystallographica Section D: Biological Crystallography, 58: 250-259.

Sielecki, AR.; Fujinaga, M.; Read, RJ.; James, MNG.; (1991) Refined structure of porcine pepsinogen at 1·8 Å resolution. Journal of Molecular Biology, 219 (4): 671-692.

Simon, LM.; Kotormán, M.; Szabó, A.; Nemcsók, J.; Laczkó, I.; (2007) The effects of organic solvent/water mixtures on the structure and catalytic activity of porcine pepsin. Process Biochemistry, 42 (5): 909-912.

Simon, LM.; László, K.; Vertesi, A.; Bagi, K.; Szajáni, B.; (1998) Stability of hydrolytic enzymes in water-organic solvent systems. Journal of Molecular Catalysis B: Enzymatic, 4(1-2): 41-45.

Tang, J.; Sepulveda, P.; Marciniszyn, J.; Chen, KCS.; Huang, WY.; Tao, N.; Liu, D.; Lanier, JP.; (1973) Amino-acid sequence of porcine pepsin. Proceedings of the National Academy of Sciences, 70 (12): 3437-3439.

Timasheff, SN.; (1998) Control of protein stability and reactions by weakly interacting cosolvents: the simplicity of the complicated. Advances in Protein Chemistry, 51: 355-432.

Wikipedia. URL: www. wikipedia. org (accessed: 1392.8.8).