کلونینگ و بهینه سازی کدون ژن فنیل آلانین دهیدروژناز در سیستم بیانی E.coli و مقایسه بیان ژن با دو پروموتور T7 و λPR

یکی از کاربردهای پزشکی آنزیم فنیل آلانین دهیدروژناز، تعیین مقدار دقیق سطح L- فنیل آلانین در سرم خون افراد جهت شناسایی بیماران مبتلا به بیماری فنیل کتونوریا می باشد. در این مطالعه، میزان بیان پروتئین مورد نظر بعد از بهینه سازی کدون ژنی (pdh) در دو ناقل بیانی pET-23a و pPR37 در میزبان بیانی E.coli بررسی شد.
در این تحقیق تجربی، از ژن فنیل آلانین دهیدروژناز (pdh) بهینه سازی شده مربوط به باکتری B. Sphaericus استفاده شد که در دو ناقل بیانی pET-23a و pPR37 کلون گردید. بیان ژن pdh در ناقلین بیانی pET-23a و pPR37 به ترتیب با افزودن القاگر شیمیایی IPTG(1mM) و تغییر دمایی 30 به 42 درجه سانتی گراد صورت گرفت. بهینه سازی کدون با نرم افزار Jcat انجام گرفت. آنزیم فنیل آلانین دهیدروژناز(PheDH) با استفاده از ستون کروماتوگرافیNi-NTA تخلیص گردید. در ادامه با SDS-PSGE 10% وزن مولکولی نسبی زیر واحد PheDH را در حدود KDa 41 نشان داده شد. همچنین خلوص و میزان پروتئین توسطSDS-PAGE تعیین گردید.
بیشترین میزان بیان 8 ساعت بعد از القاء در سازه pETpdh/ BL21(DE3)plysS مشاهده شد، در حالی که میزان بیان در همان مدت زمان در سازه دیگر بسیار پایین بود. فعالیت ویژه آنزیم بعد از به کار گیری روش تخلیصی U/mg 705 از پروتئین محاسبه شد. بیان پروتئین مورد نظر بعد از بهینه سازی کدون و در سازه ژنی pETpdh بیشتر بود.
با توجه به مقایسه دو سازه ژنی در بیان پروتئین مورد نظر، سازهpETpdh احتمالاجهت تولید آنزیم PeDH در مقیاس بالا مناسب تر بوده و بر اساس این تحقیق برای این کار توصیه می گردد.