بهینه کردن تولید شکل محلول آنزیم ال-آسپاراژیناز باکتری نمک دوست به طور نوترکیب در اشریشیا کلی

آنزیم ال-آسپاراژیناز (EC 3.5.1.1) نقش مهمی در درمان سرطان و به ویژه لوسمی حاد لنفوییدی دارد. حذف سریع آنزیم از جریان خون، فعالیت گلوتامینازی و همچنین ایجاد واکنش ایمنی در بدن از معایب آنزیم های تجاری است و ازاین رو، شناسایی ال-آسپاراژینازهای جدید با ویژگی های مطلوب ضروری است. ژن بیان کننده ال-آسپاراژیناز مشتق شده از باکتری نمک دوست هالوموناس الانگاتا که پیش تر ویژگی های مطلوب آن به منظور درمان سرطان گزارش شده به شکل نوترکیب در اشریشیا کلی تولید شده است؛ اما بخش اعظم پروتئین نوترکیب به شکل نامحلول در سلول باقی می ماند.

مواد و روش‏‏ها: 

در مطالعه حاضر، ابتدا دو میزبان اشریشیا کلی BL21 (DE3) و ArcticExpress (DE3) برای بیان پروتئین به شکل محلول مقایسه شدند. پس از انتخاب میزبان، اثر عوامل مختلف ازجمله محیط کشت، غلظت القاکننده، میزان مایه تلقیح، زمان و دمای القا و میزان هوادهی به روش یک فاکتور در زمان بهینه شد.

بر اساس یافته ها، بیشترین مقدار تولید ال-آسپاراژیناز فعال مربوط به میزبان اشریشیا کلی BL21 (DE3) در محیط کشت LB با افزودن 1 درصد مایه تلقیح، 5/0 میلی مولار IPTG و سرعت برهم زدن 150 دور بردقیقه حاصل شد؛ همچنین بیشترین فعالیت ویژه ال-آسپاراژیناز به بیان در دمای 37 درجه سانتی گراد و برای مدت زمان 9 ساعت تعلق داشت. در مرحله بعد، اثر افزودنی های مختلف به محیط کشت بررسی و مشاهده شد افزودن 2 درصد اتانول و 200 میلی مولار آرژینین تاثیر چشمگیری بر افزایش فعالیت ویژه آنزیم دارد.

بحث و نتیجه ‏گیری: 

درنهایت، اعمال شرایط بهینه سبب افزایش مقدار فعالیت ویژه از حالت پایه تقریبا 1000 واحد بر میلی گرم به حدود 3500 واحد بر میلی گرم (بیش از سه برابر) شد.