قالب وردپرس درنا توس
خانه / تازه‌ها / بیوتکنولوژی / کلون سازی مولکولی آنزیم‌های مهم

کلون سازی مولکولی آنزیم‌های مهم

کلون سازی آنزیمهای مهم

تصویر سه بعدی مولکول آنزیم بتا گالوکوسیداز. منبع: مولکولا.

فاطمه وهابی‌پور:  کلون سازی ژن یا کلونینگ مولکولی اصطلاحی است که به طور عام به معنای جدا کردن یک توالی از ژنوم یک موجود و قرار دادن آن در ژنوم یا مولکول دی. ان. ای موجود دیگر است. به مولکول دی. ان.‌ای نوترکیب حاصل از کلون سازی که حاوی ژن‌های بیگانه است، کلون نیز گفته می‌شود. از کلون سازی ژن در مواردی همچون تکثیر یک قطعه دی. ان.‌ای، شناسایی ونقشه برداری ژن‌ها، تعیین توالی، جداسازی و بررسی پروموتر‌ها (آغازگرهای رونویسی ژن) ودیگر توالی های تنظیمی، تولید پروتئین‌های نوترکیب، ژن درمانی، ایجاد موجودات تراریخت،  تهیه واکسن و ایجاد کیت‌های تشخیص طبی کاربرد دارد.  برای کلون کردن یک قطعه دی. ان.‌ای به درون سلول میزبان، ابتدا قطعه مزبور توسط آنزیم‌های محدود کننده از ژنوم جدا شده و سپس به کمک آنزیم لیگاز به قطعات دی. ان.‌ای دیگری بنام وکتور (ناقل) متصل می‌شود. سپس این وکتورهای نوترکیب (حاوی مولکول دی. ان.‌ای بیگانه) به سلول میزبان جدید منتقل می‌شوند. از جمله آنزیم‌هایی که کلون سازی آن‌ها بسیار مورد توجه است می‌توان کوتیناز و ال-آسپاراژیناز اشاره کرد.

کوتیناز، متعلق به خانواده سرین هیدرولازهاست و به دلیل خواص ساختاری و عملکردی در حذف آلودگی‌های زیست محیطی اهمیت بسیار زیادی دارد. این آنزیم کوتین را تجزیه می‌کند. کوتین در بیشتر گیاهان وجود دارد و دارای ترکیبات پلی استری، هیدروکسی و اسید چرب است. کوتین نقش حفاظت از گیاه در برابر عوامل بیماری زا را ایفا می‌کند. در واقع کوتیکول یک لایهٔ محافظ چربی دوست است که برگ‌ها، ساقه‌ها و میوه‌ها را می‌پوشاند. روی کوتیکول لایه‌ای از موم پوشیده شده است که علاوه بر اینکه مانع از تبخیر آب گیاه می‌شود در برابر عوامل بیماری زا و آفات نیز از گیاه حفاظت می‌کند.

کوتیناز توانایی هیدرولیز انواع استر‌ها و پلی استرهای کوچک را داراست. کوتیناز به عنوان یک آنزیم سبز می‌تواند زباله‌های پلی استری را از بین ببرد و می‌توان از آن در سنتز پلی استر‌های قابل تجزیه در طبیعت استفاده کرد. یکی از خصوصیات ویژه آنزیم کوتیناز، فعالیت آن با گستره‌ای از سوبستراهای مختلف می‌باشد که باعث شده این آنزیم در صنعت و تکنولوژی مورد توجه قرار گیرد. آنزیم کوتیناز قارچ فوزاریوم سولانی پیسی که در مقایسه با سایر کوتیناز‌ها دارای بیشترین میزان فعالیت می‌باشد. با بیان آنزیم کلون شده و بررسی ساختاری و عملکردی آن و فعالیت آنزیم در واکنش با سوبسترا‌های مختلف، کاربرد بیشتر این آنزیم در بیوتکنولوژی مورد توجه قرار می‌گیرد.

ال-آسپاراژیناز، داروی مؤثر در درمان لوکمی لنفوبلاستیک و لنفومای غیر هوچکینی است. مهم‌ترین باکتری مولد این آنزیم باکتری‌های اشریشیاکلی و گونه‌های مختلف اروینیا به ویژه اروینیا کریزانتمی می‌باشد.  آنزیم ال-آسپاراژیناز یک آمیدوهیدرولاز می‌باشد که ال-آسپاراژین را آمینه کرده و به ال-آسپارات و آمونیوم هیدرولیز می‌نماید. ال-آسپاراژیناز تیپ ۲، یک آنزیم پری پلاسمیک است که فعالیت ضد توموری دارد. این آنزیم‌ها هوموتترامری و دارای وزن مولکولی ۱۴۰ تا ۱۶۰ کیلو دالتون هستند. امروزه این آنزیم از دو منبع اشریشیاکلیو اروینیاکریزانتمی جدا شده و به عنوان داروی ضد سرطان عرضه می‌شود. سلول‌های توموری L-آسپاراژین را به کندی سنتز می‌کنند. تخریب کبد، دیابت، لوکوپنی، حمله قلبی یا مغزی و بی‌نظمی‌های انعقادی مهم‌ترین اثرات جانبی در مصرف L-آسپاراژیناز است که می‌تواند منجر به هموراژی گردد. از آنجا که ال-آسپاراژینازهای حاصل از اشریشیاکلی و اروینیا کریزانتمی از نظر ایمنی زایی متفاوت هستند این دو می‌توانند یک درمان متناوب برای بیمارانی با حساسیت بالا را فراهم کنند. درمان از طریق ال-آسپاراژیناز زیان‌هایی دارد و در نتیجه دانشمندان به دنبال شناسایی آنزیمی با ویژگی بهتر هستند. در نتیجه ال-آسپاراژینازهایی که تمایل بیشتری برای ال-آسپاراژین و تمایل کمتری برای ال-گلوتامین دارند در مسیر درمان ضد سرطانی می‌توانند مشکلات کمتری را ایجاد کنند.

منبع: 

الهه پورفخرایی، مهرداد بهمنش، مجید عرفانی مقدم. جداسازی و کلون سازی ژن آنزیم کوتیناز باکتری ترموبیفیدا فوسکا. مقاله پژوهشی دوره ۳، شماره ۳ (پیاپی ۸)، پاییز ۱۳۸۹، صفحه ۱۵۵-۱۶۱

افراسیابی راضیه، آقایی‌پور خسرو، کفیل‌زاده فرشید، صفویه صدیقه السادات. کلون سازی، تعیین توالی و بیان ژن آسپاراژیناز باکتری اروینیا کریزانتمی. دنیای میکروب‌ها: بهار ۱۳۸۹، دوره  ۳، شماره  ۱ (پیاپی ۶) ; از صفحه ۷ تا صفحه ۱۵.

فاطمه وهابی پور. کلون سازی مولکولی آنزیم‌های مهم. ۱۳۹۵٫ بنیاد تک. اردیبهشت ماه. http://taq.ir/1395/02/13

درباره فاطمه وهابی پور

این نوشته هم جالبه!

یماری کروهن

روشی نوین برای درمان بیماری کورهن با استفاده از باکتری‌ها

پژوهشگران دریافتند که آنزیم تولید شده توسط فلورمیکروبی نامتوازن در دستگاه گوارش انسان به بیماری …

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *