بررسي بيان ترشحي يك ليپاز صنعتي در باكتري اشريشيا كلي

Study the secretory expression of an industrial lipase in Escherichia coli

آنزيم‌هاي ليپاز كارايي مواد شوينده را در حذف چربي افزايش مي‌دهند، پردازش مواد غذايي را بهبود مي‌بخشند و توليد بيوديزل را كاتاليز مي‌كنند و جايگزين‌هاي زيست‌محيطي ايمن‌تري را براي روش‌هاي فعلي توليد آنزيم‌هاي صنعتي ارائه مي‌دهند. هدف اين تحقيق مهندسي E. coli به عنوان يك ميزبان جديد براي توليد ترشحي ليپاز قليايي قارچي با استفاده از يك پپتيد سيگنال جديد است. سيگنال پپتيد OsmY براي بيان ترشحي ليپاز B Candida Antarctica انتخاب شد كه در وكتور pET22b(+) كلون شد. بيان اوليه در محيط كشت LB و به دنبال آن به منظور افزايش بيان ترشحي، در محيط حداقلي M9 بيان شد. لاكتوز و IPTG به عنوان القاگر براي بهينه سازي بيان اين پروتئين استفاده شدند. پس از ترشح شدن آنزيم هدف، محيط حاوي اين پروتئين در بافر قليايي مدنظر (8=pH) دياليز شد و به دنبال آن ليوفيليزاسيون براي تجزيه و تحليل فعاليت آنزيم انجام شد. در نتيجه U/ml 113 آنزيم ليپاز CalB با فعاليت ويژه U/mg 226 به دست آمد. با توجه به مطالعات قبلي در بيان پروتئين هاي نوتركيب، پيشنهاد مي شود كه بهينه سازي بيان در دماي 20 تا 25 درجه سانتي گراد، براي بهبود تاخوردگي پروتئين و به طور كلي افزايش فعاليت آنزيم و بازده بيان انجام شود.

Lipase enzymes enhance the efficacy of detergents in fat removal, improve food processing, and catalyze biodiesel production, offering safer, environmentally-friendly alternatives to current methods of industrial enzyme production. The aim of this research is to engineer E. coli as a new host for the secretory production of fungal alkaline lipase using a novel signal peptide. The OsmY signal peptide was selected for the secretory expression of Candida antarctica lipase B, which was cloned into the pET22b(+) vector. Initial expression was conducted in LB medium, followed by enhanced secretory expression in M9 minimal medium. Lactose and IPTG were used as inducers to optimize protein expression. After the target enzyme was secreted, the culture medium containing the protein was dialyzed in the alkaline buffer (pH = 8), followed by lyophilization for enzyme activity analysis. As a result, 113 U/ml of lipase CalB with a specific activity of 226 U/mg was obtained. Based on previous studies on the expression of recombinant proteins, it is suggested that optimizing expression at 20-25°C can improve protein folding and overall enzyme activity, leading to increased expression yield.