به جمع مشترکان مگیران بپیوندید!

تنها با پرداخت 70 هزارتومان حق اشتراک سالانه به متن مقالات دسترسی داشته باشید و 100 مقاله را بدون هزینه دیگری دریافت کنید.

برای پرداخت حق اشتراک اگر عضو هستید وارد شوید در غیر این صورت حساب کاربری جدید ایجاد کنید

عضویت

جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه « luciferase » در نشریات گروه « زیست شناسی »

تکرار جستجوی کلیدواژه «luciferase» در نشریات گروه «علوم پایه»
  • Mojtaba Mortezavi *, Masood Torkzadeh-Mahani, Ali Riahi-Madvar, Mehdi Rahimi, Mahmood Maleki, Safa Lotfi
    Codon usage and rare codons have mixed results on the protein structure and function. An increasing amount of data is shown that replacing the rare codons with frequently synonymous ones has diverse results as a decrease in a protein’s specific activity, changing the folding pathway, and reducing protein solubility. In this study, we investigated the situation of codon usage of the Lampyridae family luciferases using computational databases. For this, the codon feature of these luciferases was studied, bioinformatically. Also, in silico analyses of this enzyme were conducted by structural modeling on the I-TASSER web server. The status of these rare codons in these structural models was studied using SPDBV and PyMOL software. Finally, the binding site properties were studied using the AutoDock Vina. Using molecular modeling, two rare codons (Arg533 and Arg536) were analyzed that may have a critical role in the structure and function of these luciferases. AutoDock Vina was used in molecular docking that recognizes some residues that yield closely related to luciferyl-adenylate binding sites. These analyses created a new understanding of the sequence and structure of these luciferases, and our findings can be used in some fields of clinical and industrial biotechnology. This bioinformatics analysis plays an essential role in the design of new drugs.
    Keywords: luciferase, Codon bias, Rare codon, Lampyridae, Molecular Docking}
  • Mojtaba Mortezavi *, Masood Torkzadeh-Mahani, Ali Riahi-Madvar, Mehdi Rahimi, Mahmood Maleki, Safa Lotfi
    Codon usage and rare codons have mixed results on the protein structure and function. An increasing amount of data is shown that replacing the rare codons with frequently synonymous ones has diverse results as a decrease in a protein’s specific activity, changing the folding pathway, and reducing protein solubility. In this study, we investigated the situation of codon usage of the Lampyridae family luciferases using computational databases. For this, the codon feature of these luciferases was studied, bioinformatically. Also, in silico analyses of this enzyme were conducted by structural modeling on the I-TASSER web server. The status of these rare codons in these structural models was studied using SPDBV and PyMOL software. Finally, the binding site properties were studied using the AutoDock Vina. Using molecular modeling, two rare codons (Arg533 and Arg536) were analyzed that may have a critical role in the structure and function of these luciferases. AutoDock Vina was used in molecular docking that recognizes some residues that yield closely related to luciferyl-adenylate binding sites. These analyses created a new understanding of the sequence and structure of these luciferases, and our findings can be used in some fields of clinical and industrial biotechnology. This bioinformatics analysis plays an essential role in the design of new drugs.
    Keywords: luciferase, Codon bias, Rare codon, Lampyridae, Molecular Docking}
  • علیرضا خندابی، حسن صاحب جمعی*، فهیمه باغبانی آرانی
    آنزیم لوسیفراز در واکنش بیولومینسانس (نشر نور توسط موجودات زنده) دخالت دارد. این آنزیم به عنوان گزارشگر ژنی در تصویربرداری in vivo کاربردهای فراوانی دارد. علی رغم کاربردهای فراوان و تشخیصی آنزیم لوسیفراز، چندین عامل هم چون پایداری پایین لوسیفراز نسبت به حرارت و Km بالا برای سوبسترای ATP استفاده از آن را محدود کرده است. با توجه به پایداری پایین آنزیم لوسیفراز مطالعه حاضر جهت ارزیابی تاثیر جهش های تک اسیدآمینه بر پایداری آنزیم لوسیفراز گونه ایرانی لامفیریس ترکستانیکوس[1] با استفاده از وب سرورهای بیوانفورماتیک و شبیه سازی دینامیک مولکولی صورت گرفت. برای این منظور ابتدا جهت تعیین پایداری، جهش ها  با استفاده از وب سرورهای I-Mutant-2، Pop-music، Cupsat، istable،MUpro  و ابزارهای Protparam و foldx تحت نرم افزار Yasara بررسی شد. وب سرورها و foldx پیش بینی کردند که دو جهش Q35L و H9M  باعث پایداری  ساختار می شوند. وب سرور Polyphen-2هم پیشگویی کرد که این دو جهش در عملکرد آنزیم اثر مخرب ندارد. برای تایید بیش تر این دو جهش شبیه سازی دینامیک مولکولی انجام شد، که نتایج RMSD و RMSF و شعاع ژیراسیون و هیدروفوبیسیته هم نشان دادند که این جهش ها باعث پایداری این آنزیم می شود.
    کلید واژگان: لوسیفراز, جهش, پایداری, دینامیک مولکولی}
    Alireza Khondabi, Hassan Sahebjamee *, Fahimeh Baghbani-Arani
    The conversion of chemical energy to light by a living organism, bioluminescence, is an alluring process that catalyzes by enzymes generically called luciferases. This enzyme has wide applications as a reporter gene in in vivo imaging. In spite of wide range of luciferase applications, some inherent properties limit further application and development of this technology, including the low stability of the enzyme, a low turnover number, and a high Km for the substrate ATP.Due to the low stability of luciferase enzyme, the present study was performed to evaluate the effect of single amino acid mutations on the stability of luciferase enzyme of Iranian species Lamphyris Turkestanius using bioinformatics web servers and molecular dynamics simulation.For this purpose, to determine the stability, the mutations were tested using I-Mutant-2, Pop-music, Cupsat, istable, MUpro and Protparam and foldx web servers under Yasara software. Web servers and foldx predicted that two mutations, Q35L and H9M, would stabilize the structure. The web server Polyphen-2 predicted that these two mutations would not have a damaging effect on enzyme function. To further confirm these two mutations, molecular dynamics simulations were performed. The results of RMSD and RMSF and the radius of gyrus and hydrophobicity also showed that these mutations may cause increase the stability of this enzyme.
    Keywords: Luciferase, Mutation, Stability, molecular dynamics}
  • مجتبی مرتضوی*، مسعود ترکزاده، سامان حسینخانی، صفا لطفی، رحمان امام زاده

    فرایند بیولومینسانس، یک پدیده گسترده در طبیعت بوده و آنزیم های لوسیفرازی در بخش هایی گسترده ای از حیات شناسایی شده اند اما آنزیم لوسیفراز شناسایی شده در خانواده lampyrid به دلیل ویژگی های برتر کاربردهای زیستی گسترده ای یافته است. به تازگی، کلونینگ یک ژن جدید از آنزیم لوسیفراز کرم شب تاب ایرانی با نام Lampyroidea maculata گزارش شده است. در این مطالعه، در این مطالعه، آنالیز کدونهای نادر از ژن لوسیفراز حشره شب تاب ایرانی با استفاده از پایگاه های محاسباتی ATGme، RACC،LaTcOm  و Sherlocc مورد مطالعه قرار گرفت. همچنین، فرایند مدل سازی ساختاری این آنزیم انجام شد. در ادامه، وضعیت این کدون های نادر در این مدل ساختاری به کمک نرم افزارهای SPDBV و PyMOL مورد مطالعه قرار گرفت. جایگاه اتصال سوبسترا در دهانه فعال آنزیم به کمک نرم افزارهای داکینگ  AutoDock Vina بررسی شد. به کمک مدل سازی مولکولی، برخی از کدون های نادر شناسایی شدند که ممکن است نقش مهمی در ساختار و عملکرد این آنزیم داشته باشند. فرایند داکینگ مولکولی به کمک AutoDock Vina  انجام شد و Asp531 را که در اتصال به لوسیفرین و AMP نقش دارد شناسایی شد. این آنالیزهای بیوانفورماتیکی نقش مهمی در طراحی داروهای جدید دارد.

    کلید واژگان: لوسیفراز, کدون نادر, جایگاه اتصال سوبسترا, Lampyroidea maculata}
    Mojtaba Mortazavi*, Masoud Torkzadeh Mahani, Saman Hosseinkhani, Safa Lotfi, Emamzadeh Rahman

    The bioluminescence process is a widespread phenomenon in Nature. These enzymes are identified in some domains of life, but the luciferases from the lampyridea genus are considered for biological applications. The molecular cloning of a new type of Iranian firefly luciferase from Lampyroidea maculata was reported, previously. In this study, we analyzed the rare codons of the Iranian insect luciferase gene using the computational databases as ATGme, RACC, LaTcOm, and Sherlocc. Also, the structural modeling process of this enzyme was performed. Next, the status of these rare codons in this structural model was studied using SPDBV and PyMOL software. In the following, the substrate binding site was studied using the AutoDock Vina. By molecular modeling, some rare codons were identified that may have a critical role in the structure and function of this luciferase. AutoDock Vina was used in the molecular docking that recognizes Asp531 that yield closely related to luciferin and AMP binding site.. This bioinformatics analyzes play an important role in the design of new drugs.

    Keywords: Lampyroidea maculata, luciferase, rare codon, substrate binding site}
  • سمانه جارچی، فرنگیس عطایی*، سامان حسینخانی

    لوسیفراز حشره شب تاب P. py یک آنزیم پراکسیزومی است که موجب تبدیل سوبسترای هتروسیکلیک لوسیفرین به یک حدواسط اکسی لوسیفرین در حضور Mg+2-ATP و اکسیژن مولکولی می شود. اکسی لوسیفرین برانگیخته با نشر نور مریی به حالت پایه می رسد. لومینسانس به دلایل متعددی از جمله سرعت سنجش، حساسیت بالا و آسان بودن روش کار، کاربرد وسیعی دارد. برخلاف کاربرد متعدد، لوسیفراز در برابر تغییرات فیزیکی و شیمیایی بسیار حساس است بنابراین حساسیت و دقت آن کاهش می یابد. لوسیفراز در برابر دماهای بالا و هضم پروتئولیتیکی بسیار ناپایدار است. براساس مطالعات قبلی، با پروتئولیز محدود این آنزیم توسط تریپسین، شش جایگاه برش در دو ناحیه سطحی پروتئین واقع در دمین انتهای N شناسایی شد 220-206 (شامل K206، R213 و R218) و 341-329 (شامل K329، R330 و R337). در این مطالعه، جهش زایی هدفدار در ناحیه R330 صورت گرفت که آرژنین با گلوتامین جایگزین شد و اثر آن بر ساختار و عملکرد لوسیفراز مورد بررسی قرار گرفت. براساس نتایج پروتئولیز محدود، این جهش تاثیر قابل توجهی نسبت به نمونه وحشی نداشت اما چندین تغییر مانند تغییر pH اپتیمم از 5/7 به 8 و افزایش غیرفعال شدن حرارتی در خصوصیات آنزیم ایجاد کرد. براساس نتایج، اگرچه آرژنین 330 یک رزیدوی حفاظت شده است ولی روی پایداری در برابر هضم پروتئولیتیکی تریپسین تاثیری نداشت.

    کلید واژگان: لوسیفراز, جهش زایی هدفدار, پروتئولیز, آرژنین 330, عملکرد}
    S. Jarchi, Farangis Ataei*, S. Hosseinkhani

    Luciferase from firefly Photinus pyralis (P .py) is a peroxisomal enzyme that converts a heterocyclic substrate luciferin to an excited state oxyluciferin in the presence of Mg+2-ATP and O2. Excited oxyluciferin with the emission of visible light is changed to its ground state. The combination of rapidity, sensitivity, and convenience has led to the development of a broad range of luminescence applications. In spite of wide ranges applications, firefly luciferase is unstable against changes in chemical and physical conditions, thereby reduce its precision and sensitivity. The most undesirable instability of the luciferase is low thermostability and high susceptibility to proteolytic degradation. According to previous studies, limited proteolysis by trypsin of P .py luciferase indicated six cleavage sites on two accessible regions: 206-220 (Including K206, R213, and R218) and 329-341 (Including K329, R330, and R337) on N-terminal domain. In this study, we used site-directed mutagenesis to introduce one point mutation on the 329-341 accessible regions of P. py luciferase, in order to investigate the role of R330 on the enzyme structure and function which R330 changed to Q. Based on limited proteolysis data, R330Q mutant didn’t significantly change compared to wild type, but this mutation caused several alterations in enzymatic properties including shifting the pH optimum from 7.5 to 8 and increasing the thermal inactivation. Based on the results, it can be concluded that whilst Arg330 is a conserved residue but not effects on trypsinolysis stability.

    Keywords: Luciferase, Site-Directed Mutagenesis, Arg330, Proteolysis, Function}
  • زهره جهانگیری زاده، حسین غفوری *، رضاحسن ساجدی
    هدف
    نقش چپرونی پروتئین Hsp70 از ماهی Rutilus frisii kutum در غیرفعال سازی حرارتی لوسیفراز در سلول باکتری E. coli کوترنسفرم شده حامل ژن های لوسیفراز و چپرون مورد بررسی قرار گرفت. مواد و روش ‫ها: انتقال هم‫زمان دو وکتور بیانی حاوی ژن های Hsp70 و لوسیفراز به سلول های باکتری E. coli انجام شد. سپس بیان سلول های کوترنسفرم شده تحت شرایط بهینه انجام پذیرفت. بعد از افزودن تتراسایکلین، نمونه های باکتری در دماهای 40، 42، 44، 46، 48 و 50 درجه سانتی‫گراد در طی زمان 60 دقیقه انکوبه شدند و در نهایت فعالیت لوسیفراز نمونه ها اندازه‫ گیری شد.
    نتایج
    در دماهای 40 و 42 درجه سانتی‫گراد با گذشت زمان 30 دقیقه، فعالیت لوسیفرازی در نمونه های کنترل تقریبا به صفر می رسد، در صورتی که در نمونه های کوترنسفرم به‫ترتیب حدود 72 درصد و 60 درصد فعالیت لوسیفرازی نسبت به نمونه های کنترل (‫قبل از تیمار حرارتی) حفظ شد و حتی پس از60 دقیقه نیز تا 36 درصد و 22 درصد فعالیت همچنان باقی ماند. همچنین در استرس دماهای 44 و46 درجه سانتی‫گراد، اختلاف قابل ملاحظه ای بین فعالیت لوسیفرازی نمونه کوترنسفرم و کنترل در زمان های اولیه پس از اعمال استرس مشاهده شد. در صورتی که در دماهای 48 و 50 درجه سانتی‫گراد فعالیت لوسیفرازی نمونه کوترنسفرم نسبت به نمونه کنترل حتی در زمان های اولیه استرس اندک بود.
    نتیجه گیری
    تجمع حرارتی لوسیفراز به عنوان یک پروتئین گزارش‫گر مهم، در دماهای بالا با توجه به فعالیت چپرون Hsp70 در سلول باکتری مهار شود که این امر می تواند در صنایع غذایی، داروسازی و تهیه ی کیت های تشخیص سرطان کاربردهای فراوانی داشته باشد.
    کلید واژگان: Hsp70, Rutilus frisii kutum, لوسیفراز, in vivo, غیرفعال سازی حرارتی}
    Zohreh Jahangirizadeh, H Ghafouri *, RH Sajedi
    Aim
    The role of Hsp70 chaperone from Rutilus frisii kutum in the thermal inactivation of luciferase in E. coli cell carrying Hsp70 and firefly luciferase was investigated. Material and Methods: Co-transformation of E. coli cell was carried out with two expression vectors containing Hsp70 and firefly luciferase. The co-transformed cells carrying Hsp70 and luciferase were expressed under optimum conditions. After adding tetracycline, the cells were then incubated for 60 min at 40, 42, 44, 46, 48 and 50°C treatments. Finally, the luminescence activity of samples was calculated.
    Results
    After 30 min at 40 and 42°C temperatures, the luciferase activity in control samples reached almost zero, while in the co-transformed samples, about 72% and 60% of the luminance activity maintained compared with control samples (before heat treatment), and even after 60 min, up to 36% and 22% of the activity remained. Also, at 44 and 46°C temperatures in the initial times after stress, a significant difference was observed between the luciferase activity of the co-transformed and the control samples. In contrast, at 48 and 50°C temperatures, the changes of the luciferase activity of co-transformed samples were small compared with control samples even in the early stages of stress.
    Conclusion
    The thermal aggregation of luciferase as a significant reporter protein is inhibited at high temperatures via the activity of Hsp70 in the bacterial cell, which this process can be widely used in the food and pharmaceutical industries and the providing cancer diagnostic kits.
    Keywords: Hsp70, Rutilus frisii kutum, luciferase, in vivo, thermal inactivation}
  • زهرا سلگی، خسرو خلیفه، سامان حسین خانی، بیژن رنج بر*

    اهداف: احتمال برقراری میان کنش های الکتروستاتیک به علت فراوانی رزیدوهای باردار آب دوست به ویژه آرژنین به عنوان مهم ترین فاکتور پایدارکننده دمایی آنزیم های گرمادوست مطرح شده است. هدف این مطالعه، مقایسه پایداری ترمودینامیک و بازتاخوردگی سینتیک آنزیم لوسیفراز گونه ایرانی و برخی جهش یافته های آن بود.
    مواد و روش ها
    در مطالعه تجربی حاضر، پایداری گرمایی و نحوه بازتاخوردگی آنزیم لوسیفراز گونه ایرانی لامفیریس ترکستانیکوس و 3 جهش یافته ERR, ERR/I232R, ERR/Q35R/I182R/I232R توسط تکنیک های مختلف اسپکتروسکوپی بررسی شد. به منظور بیان بالای پروتئین ها یک تک کلونی از هر یک از نمونه ها انتخاب و به 10میلی لیتر محیط کشت LB دارای کانامایسین با غلظت 50میکروگرم بر میلی گرم تلقیح و در دمای C° 37 و با هوادهی مطلوب به مدت 15-12 ساعت انکوبه شد. به منظور تهیه محتوای سلولی از باکتری ها، محیط کشت القاشده به مدت 5 دقیقه در 5000گرم و دمای C° 4 سانتریفوژ شد. نتایج از طریق مطالعات با روش های طیف سنجی دورنگ نمایی دورانی در ناحیه دور، نزدیک و فلورسانس ذاتی، مطالعات کالریمتری روبشی تفاضلی (DSC) و آزمایش های سینتیکی با استفاده از تکنیک جریان متوقف مبتنی بر فلوئورسانس به دست آمد.
    یافته ها
    همراه با افزایش تعداد رزیدوی آرژنین در سطح پروتئین، پایداری و فشردگی ساختاری آنزیم های جهش یافته در مقایسه با آنزیم وحشی افزایش یافته و ترموگرام های حاصل از مطالعات کالریمتری روبشی تفاضلی نیز بیانگر افزایش اندکی در Tm و آنتالپی کالریمتری پروتئین های جهش یافته نسبت به پروتئین وحشی بودند.
    نتیجه گیری
    ثابت سرعت بازتاخوردگی آنزیم های جهش یافته نسبت به نوع وحشی افزایش پیدا کرده است. بهبود پارامترهای ترمودینامیک و سینتیک ناشی از بهبود میان کنش های الکترواستاتیک است که منجر به درجه بالاتری از فشردگی و تراکم ساختاری می شود.
    کلید واژگان: لوسیفراز, کالریمتری روبشی تفاضلی, دورنگ نمایی دورانی, فلورسانس جریان متوقف, ترمودینامیک, سینتیک}
    Z. Solgi, Kh. Khalifeh, S. Hosseinkhani, B. Ranjbar *
    Aims
    The probability of establishing electrostatic interactions due to the abundance of charged hydrophilic residues and especially arginine is considered the most important thermal stabilizing factor of thermophilic enzymes. The current study was conducted with the aim of comparing thermodynamic stability and kinetic refolding of Lampyris turkestanicus and some of its mutants.
    Materials and Methods
    In the present experimental thermal stability and the way of refolding Lampyris turkestanicus and 3 mutations, including ERR, ERR/I232R, ERR/Q35R/I182R/I232R were investigated by various spectroscopic techniques. In order to high expression of proteins, a single clone of each sample was selected and inoculated into 10ml of LB culture medium, containing Kanamycin at a concentration of 50μg/mg and incubated at 37°C with an ideal aeration for 12-15 hours. The culture medium was centrifuged for 5 minutes at 5000g at 4°C to provide the cellular contents of the bacteria. The results were obtained through spectroscopic methods of remote and near circular dichroism, intrinsic fluorescence, differential scanning calorimetry, and kinetics experiments, using fluorescence-stopped flow technique.
    Findings
    Along with the increase in the number of arginine residues at the protein level, the stability and structural compression of the mutated enzymes in comparison with the wild enzyme were increased and the thermograms obtained from differential scanning calorimetry showed a slight increase in Tm and calorimetric enthalpy of mutated proteins in comparison with wild protein.
    Conclusion
    The rate constant of refolding mutated enzymes has increased compared with the wild type. The improvement of thermodynamic and kinetic parameters results from the improvement of electrostatic interactions, which results in a higher degree of compression and structural density.
    Keywords: Luciferase, Differential Scanning Calorimetry, Circular Dichroism, Stopped-flow Fluorescence, Thermodynamics, Kinetics}
  • فرشته رحمتی*، امین تشکر، سامان حسینخانی، اکبر حیدری
    حلال های بسازودگداز (DES) در واکنش های آنزیمی، از اهمیت بسزایی برخوردار می باشند. این حلال ها تماس موثر بین واکنشگر و آنزیم را میسر می سازد و از اینرو می تواند موجب افزایش پایداری و فعالیت آنزیم شود. بیولومینسانس پدیده تولید و نشر نور توسط موجودات زنده است. واکنش شیمیایی اصلی در بیولومینسانس شامل رنگدانه مولد نور لوسیفرین، و آنزیم لوسیفراز می باشد.آنزیم لوسیفراز اکسیداسیون لوسیفرین را کاتالیز می کند که به مولکول حامل انرژی آدنوزین تری فسفات نیاز دارد. لوسیفراز به دلیل محصولی که به سهولت قابل ردیابی است، کاربردهای فراوانی در بیوتکنولوژی و زیست شناسی مولکولی یافته است. با این حال، پایداری حرارتی پایین، عدد تبدیل کم و تمایل شدید لوسیفراز به ATP موجب محدودیت در استفاده از سیستم های مبتنی بر لوسیفراز در کاربردهای تجاری شده است. استفاده از حلال های بسازودگداز روشی نوین جهت پایدارسازی پروتئین ها و کاتالیزورهای زیستی است. یک گروه از حلال های بسازودگداز عموما شامل یک نمک ارگانیک و گروه های دهنده هیدروژن می باشند که در نتیحه آن پیوندهای هیدروژنی تشکیل می شوند. در این مطالعه، اثرات این حلال ها بر ویژگی های سینتیکی آنزیم لوسیفراز Lampyris turkestanicus وحشی و جهش یافته (E354R/Arg356) در حضور کولین کلراید: گلیسرول با نسبت مولی 1:2 به عنوان حلال بسازودگداز بررسی شد. بدین منظور، هر دو آنزیم وحشی و جهش یافته در باکتری اشریشیاکلی سویه BL21 بیان گردید و پروتئین مورد نظر از طریق کروماتوگرافی تمایلی تخلیص و برای مطالعات سینتیکی استفاده شد. بر اساس نتایج به دست آمده، حلال بسازودگداز باعث افزایش پایداری دمایی لوسیفرازهای وحشی و جهش یافته E354R/Arg356 شد.
    کلید واژگان: بیولومینسانس, لوسیفراز, حلال های بسازودگداز, پایداری دمایی}
    Fereshte Rahmati *
    Deep eutectic solvents (DES) are significantly important in enzymatic reactions. These solvents increase the efficient contact between substrate and enzyme and therefore, may increase enzyme stability and activity. Bioluminescence is the production and emission of light by a living organism. The principal chemical reaction in bioluminescence involves the light-emitting pigment luciferin and the enzyme luciferase. The enzyme catalyzes the oxidation of luciferin, which requires the energy-carrying molecule adenosine triphosphate (ATP). Because of its easily detectable product, luciferase has found a wide range of application in biotechnology and molecular biology. However, its low thermostability, low turnover number and high Km for ATP restrict further use of luciferase based systems in commercial application. Newly developed method which can be used to increase the stability of proteins and biocatalysts is to take advantage of Deep eutectic solvents (DESs). One group of Deep eutectic solvents are generally composed of organic salts with hydrogen bond donors, as a result of which hydrogen bonds are formed. In this study, we investigated the effects of these solvents on kinetic properties of wild type and E354R/Arg356 mutant Lampyris turkestanicus luciferases in the presence of choline chloride: glycerol with molar ratio of 2:1 as DES. For this, both wild type and mutant, expressed in Escherichia coli BL21, the protein of interest purified through affinity chromatography and used for kinetic studies. Based on the obtained results, DES has positive effect on the thermostability of wild type and mutant luciferases.
    Keywords: Bioluminescence, Luciferase, Deep eutectic solvents, Thermostability}
  • Mojtaba Mortezavi *, Masoud Torkzadeh-Mahani, Navid Nezafat, Abdorrasoul Malekpour, Mohammad Zarenezhad, Roohullah Hemmati, Mahmood Maleki, Seyed Younes Hosseini, Reza Pazhoomand
    Luciferase enzymes are involved in the bioluminescence reaction (light emission by living organisms). The bioluminescence process is a widespread phenomenon in the Nature. These enzymes are identified in some domains of life, but the luciferases from lampyrid genus are considered of for biological applications. The molecular cloning of a new type of firefly luciferase from Luciola lateralis was reported, previously. Here, we study its substrate binding site and rare codon with molecular docking and bioinformatics studies. By molecular modelling, some rare codons were identified that may have a critical role in structure and function of this luciferase. AutoDock Vina was used in the molecular docking that recognizes some residues that yield closely related with luciferin and AMP binding site. These types of studies help in the discovery of the light production reaction. Evaluation of these hidden information’s can improve the knowledge of luciferases folding and protein expression challenges and help in design of new drugs.
    Keywords: Luciola lateralis, Luciferase, Rare codon, Docking, Substrate binding site}
  • فرشته رحمتی*، امین تشکر، اکبر حیدری، سامان حسینخانی
    لوسیفراز حشره شب تاب، یک آنزیم مولد نور است که در زمینه های مختلف بیوتکنولوژی و زیست شناسی مولکولی استفاده می شود. لوسیفراز کاربردهای گسترده ای در بسیاری از حوزه های آنالیز ژنتیکی نظیر ردیابی بیان ژن، سنجش ژن گزارشگر و مطالعات پروتئومیکس نظیر برهمکنش های پروتئین- پروتئین دارد. علیرغم مزیت هایی که این آنزیم دارد، محدودیت هایی نیز در سامانه های مبتنی بر لوسیفراز وجود دارد که مهم ترین آن ها پایداری پایین آنزیم است. یکی از جدیدترین روش هایی که برای حل این مشکل توسعه یافته است، استفاده از حلال های بسا زودگداز(DES) می باشد. یک گروه از حلال های بسا زودگداز از نمک آلی همراه با یک دهنده هیدروژن ساخته می شود که به سبب آن، پیوندهای هیدروژنی درون مولکولی باعث کاهش نقطه ذوب آن نسبت به هر یک از ترکیبات سازنده می باشد. در تحقیق حاضر، اثرات این حلال را روی ویژگی های سینتیکی آنزیم لوسیفراز Lampyris turkestanicus وحشی و جهش یافته(I232R - E354R/Arg356) بررسی شد. بدین منظور،آنزیم های وحشی و جهش یافته در BL21 بیان گردید و پروتئین های مورد نظر از طریق کروماتوگرافی تمایلی تخلیص و برای مطالعات سینتیکی استفاده شد. در اینجا، از حلال کولین کلراید:گلیسرول به عنوان حلال بسازودگداز استفاده گردید. با توجه به نتایج، پایداری دمایی لوسیفراز وحشی در حلال DES نسبت به جهش یافته بسیار بیشتر است. همچنین، فعالیت باقیمانده هر دو آنزیم وحشی و جهش یافته در حضور حلال DES نسبت به عدم حضور آن بیشتر است.
    کلید واژگان: لوسیفراز, حلال های بسازودگداز, پایداری دمایی}
    Fereshteh Rahmati *, Amin Tashakor
    Firefly luciferase is a light generating enzyme, which is used in different fields of biotechnology and molecular biology. Luciferase has found widespread applications in many areas of genetic analysis such as detecting gene expression, reporter gene assay and proteomics studies such as protein-protein interactions. Despite many advantages, there are some limitations in luciferase-based systems, the most important of which is its low stability. One of the newly developed methods to solve this problem is to take advantage of Deep Eutectic Solvents (DES). One group of DESs is those that composed of organic salts with hydrogen donor, due to which, intermolecular hydrogen bonds cause lower melting point in comparison with each of the component. In this study, we investigated the effects of DES on kinetic properties of wild type and I232R - E354R/Arg356 mutant Lampyris turkestanicus luciferases. For this, both enzymes, wild type and mutant, expressed in BL21, the protein of interest purified through affinity chromatography and used for kinetic studies. Here, we used choline chloride: glycerol as DES. According to the results, the wild type luciferase is much more thermostable in DES than I232R - E354R/Arg356 mutant. Furthermore, the remaining activity of both wild type and mutant luciferases are greater in the presence of DES than those in the absence of DES.
    Keywords: Luciferase, Deep eutectic solvents, thermostability}
  • Mehdi Ebrahimi, Saman Hosseinkhani, Akbar Heydari, Jafar Akbari
    We expressed and purified a recombinant P. pyralis luciferase with N-terminal His-tags. The silanized Ni or Cu-loaded magnetic particles were prepared and used to assemble the His-tagged P. pyralis luciferase. This enzyme immobilized on functionalized magnetic nanoparticles (MNPs) via electrostatic interactions of His-tag with Ni2ﰫ ions on the surface of MNPs using simple one step method. These particles were also used for purification of recombinant luciferase from crude extract of cell lysate. Effect of incubation time and amount of MNPs in bioluminescent activity were investigated to determine optimum condition for immobilization. Several properties of immobilized luciferase were studied and compared with free enzyme. Immobilization has shown different effects on Km for ATP and luciferin. In both immobilized form, Km(ATP) was increased while Km(luciferin) was shown decreases. Optimal temperature of both immobilized luciferase increased to 30 ºC while thermal stabilities have not shown significant differences compared to free enzyme. Both immobilized form inactivated after five consecutive reaction cycles.
    Keywords: P. pyralis, Luciferase, Magnetic nanoparticles, Immobilization, Thermostability}
نکته
  • نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شده‌اند.
  • کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شده‌است. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
  • در صورتی که می‌خواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال