1-1- اهداف پژوهش
1- جداسازی باکتری های تولید کننده آنزیم ال آسپارژیناز
2- تاثیر فاکتورهای موثر محیطی و اجزاء تشکیل دهنده محیط کشت بر روی تولید آنزیم
3- بدست آوردن شرایط بهینه تولید آنزیم از باکتری ایزوله شده با استفاده از روش Response surface method
1-2- فرضیه های پژوهش
1- تغییر فاکتورهای محیطی و اجزاء تشکیل دهنده محیط کشت درافزایش تولید آنزیم ال آسپارژیناز تاثیر دارد.
2- با استفاده از روش Response surface method می توان به شرایط بهینه تولید آنزیم دست یافت.
1-3- پرسش های پژوهش
1-از بین باکتری های جداسازی شده کدامیک توانایی بیشتری در تولید آنزیم ال آسپارژیناز دارند؟
2-آیا تغییر فاکتورهای محیطی و اجزاء تشکیل دهنده محیط کشت درافزایش تولید آنزیم ال آسپارژیناز تاثیر دارد؟
3-آیا با استفاده از روش Response surface method می توان به شرایط بهینه تولید آنزیم دست یافت؟
1-4- تعریف اصطلاحات و واژگان تحقیق
1-4-1- آنزیم ها و ساختار آن ها
آنزیم ها موادی پروتئینی هستند که توسط سلول ها تولید شده و به عنوان کاتالیست جهت سرعت بخشیدن به این واکنش های شیمیایی که در سلول رخ می دهند، عمل می کنند. آنزیم ها می توانند سرعت واکنش های سلول را تا 106 تا 1012 افزایش داده و این امکان را ایجاد کنند که واکنش ها در دمای عادی سلول انجام بگیرد.
کار یک آنزیم این است که ساختار مولکول مورد نظر را تغییر می دهد که این تغییر می تواند اضافه کردن یک اتم به مولکول، شکافتن یک مولکول به دو مولکول کوچک تر یا به هم پیوند دادن دو یا چند مولکول کوچک برای ایجاد یک مولکول بزرگ تر باشد اما حقیقت اصلی و ثابت این است که آنزیم همواره سبب ایجاد تغییری گذرا در ماده مورد نظر می شود. [1]
آنزیم ها همانند سایر پروتئین ها از آمینو اسیدها تشکیل شده اند اما از لحاظ عملکرد با آن ها متفاوت اند و این توانایی را دارند که بدون این که ساختار خودشان دچار تغییر بشود در واکنش های شیمیایی را تسهیل کنند.
همانطور که اشاره شد آنزیم ها از به هم پیوستن واحدهای آمینو اسید توسط پیوند پپتیدی به هم ایجاد شده اند. آنزیم ها را می توان با نمک ها، حلال ها و سایر واکنشگرها رسوب داد یا دناتوره کرد. وزن مولکولی آنزیم ها از 10000 تا 2000000 متغیر است.
بسیاری از آنزیم ها برای فعالیت خود نیاز به حضور یک ماده به نام کوفاکتور دارند. به کل ساختار فعال آنزیم هولو آنزیم گفته می شود که شامل اپوآنزیم( جزء پروتئینی)+ کوفاکتور( کوآنزیم، گروه پروستتیک یا یون فلزی فعال کننده ) است.[2]
1-4-2- مکانیسم عمل آنزیم ها
بر اساس استدلال فیشر بسیاری از آنزیم ها به هنگام تشخیص کمپلکس آنزیم-سوبسترا مانند روشی که یک کلید با قفل جفت می شود عمل می کنند. به چنین قفل آنزیمی، جایگاه فعال گفته می شود. در بیشتر آنزیم ها، جایگاه فعال بر روی سطح آنزیم، شکلی شبیه به یک شکاف یا جیب را به خود می گیرد . وظیفه جایگاه فعال علاوه بر شناسایی سوبسترا، فراهم آوردن فضایی سه بعدی برای محافظت سوبسترا در برابر حلال و نیز تسهیل کاتالیز واکنش است. [1]
آنزیم ها به منظور تسهیل روند واکنش مکانیسم های متعددی را مورد استفاده قرار می دهند ولی به طور کلی ترکیب های مختلفی از چهار نوع مکانیسم عمومی، سبب ایجاد توانایی کاتالیزوری در آنزیم و افزایش سرعت واکنش است:
الف) کاتالیز واکنش از راه مجاورت:
مولکول ها برای این که بتوانند با هم واکنش بدهند باید تا حد تشکیل پیوند به هم نزدیک گردند و هر چه غلظت مولکول ها بیشتر باشد احتمال برخورد و بنابراین سرعت واکنش افزایش می یابد. هنگام برقراری اتصال بین آنزیم و سوبسترا در جایگاه فعال، ناحیه ای موضعی با غلظت بالای سوبسترا به وجود می آید. این محیط باعث فراهم شدن جهت مطلوب قرارگیری برای مولکول های سوبسترا و افزایش سرعت واکنش می شود.[3]
ب)کاتالیز اسید-باز
گروه های فعال با قابلیت یونیزه شدن در زنجیره جانبی اسیدهای آمینه و یا گروه های پروستتیک، از راه خاصیت اسیدی یا بازی در فرایند کاتالیز شرکت می کنند. این نوع کاتالیز می تواند به صورت عمومی یا اختصاصی انجام شود. در نوع اختصاصی سرعت واکنش به تغییرات غلظت پروتون ها حساسیت دارد و به غلظت سایر اسیدها یا بازها ارتباطی ندارد. سرعت واکنش های عمومی به تغییرات همه اسیدها یا بازهای موجود در محیط بستگی دارند. [4]
ج)کاتالیز کششی