تولید آنزیم نوترکیب مؤثر در تصفیه آب‌های آلوده

به گزارش روابط‌عمومی بنیاد ملی علم ایران (INSF)، «ساب کلونینگ، بیان و تخلیص آنزیم‌ تری آسیل گلیسرول لیپاز سرمادوست از باکتری Psychrobacter sp. C۱۸ و تثبیت آن بر روی نانوصفحات آمینوگرافن و سلولز» عنوان رساله دکتری مهسا بهجتی مقدم است که با راهنمایی روح الله همتی و حمایت بنیاد ملی علم ایران به پایان رسیده است.

بهجتی مقدم با مدرک دکتری تخصصی بیوشیمی از دانشگاه شهرکرد درباره این طرح توضیح داد: آنزیم‌ها، بیوکاتالیست‌های شناخته شده‌ای هستند که به‌دلیل ویژگی‌های متنوع از جمله اختصاصیت سوبسترا، کاهش مراحل واکنش و مقدار حلال‌ها‌ی مورد نیاز، باعث تسریع واکنش و کاهش هزینه‌ها می‌شوند.

لیپا­ز‌های سازگار با سرما به دلیل فعالیت کاتالیتیکی بالای آن‌ها در دما‌های پایین و ویژگی­‌های خاص غیرمعمول آن، فرصت­‌های جدیدی را برای کاربرد‌های بیوتکنولوژی ایجاد کرده‌‌اند. بااین حال تجمع و پایداری کم در برابر حرارت ازجمله چالش‌های اصلی کار با این آنزیم‌ها است.

وی افزود: با در نظر گرفتن کاربرد‌های گسترده لیپاز در صنایع گوناگون از جمله صنایع دارویی، غذایی، شوینده‌ها، منسوجات، آرایشی بهداشتی، بیودیزل‌ها و با توجه به اینکه تولید لیپاز به میزان انبوه برای اهداف تجاری از طریق منابع طبیعی فرآیندی پرهزینه خواهد بود، ایجاد شرایطی برای نگهداری طولانی‌مدت آنزیم و استفاده مجدد از آن با حفظ کارایی کاتالیتیکی، مهم است. تثبیت آنزیم‌های سازگار با سرما بر روی بستر‌های جامد ازجمله راه‌حل‌های کاربردی برای حذف یا بازیابی مداوم آنزیم در صنعت است.

این محقق و پژوهشگر به تعریف تثبیت آنزیم پرداخت و گفت: تثبیت آنزیم فرآیندی است که در آن آنزیم با حفظ فعالیت کاتالیزوری خود از طریق اتصال فیزیکی یا شیمیایی به یک بستر خاص متصل می‌شود و امکان استفاده مجدد از آنزیم را برای چندین سیکل فراهم می‌کند.

وی تصریح کرد: انتخاب نوع بستر و روش مناسب تثبیت ازجمله مهم‌ترین عوامل تأثیرگذار در موفقیت تثبیت است. با توجه به اینکه برهمکنش‌های بین آنزیم و بستر مستقیماً بر کارایی کاتالیتیکی آنزیم و همچنین پایداری آن در برابر pH و دما تأثیرگذار است، بنابراین مسأله مهم در تثبیت آنزیم انتخاب بستر کارآمد و مناسب است.

وی ادامه داد: امروزه تحقیقات نشان داده است که استفاده از نانومواد هیبریدی آلی- غیرآلی می‌تواند به‌طور چشمگیری پارامتر‌های سینتیکی و ترمودینامیکی آنزیم‌های تثبیت‌شده در مقایسه با بستر‌های ماکروسکوپی را بهبود بخشند. در این پژوهش برای اولین بار لیپاز سازگار با سرما با استفاده از فناوری ترکیبی مدرن ازجمله سنتز مصنوعی ژن و DNA نوترکیب، بیان، خالص‌سازی و تثبیت بر روی نانوبسترهیبریدی گرافن و سلولز به‌عنوان کاندیدای مستعد جهت تجاری‌سازی و تولید انبوه معرفی‌شده تا در زمینه زیست‌فناوری یک گام عملی برداشته شود.

بهجتی مقدم در پایان خاطر نشان کرد: این آنزیم نوترکیب می‌تواند در صنایع آنزیمی همچون صنایع غذایی و طعم‌دهنده‌ها، بیودیزل و تصفیه زیستی آب‌های آلوده کاربرد گسترده‌ای داشته باشد که نتیجه این امر کاهش هزینه‌های تولید، توسعه تکنولوژی و توسعه محصول و ارتباط تنگاتنگ صنعت و دانشگاه است.