بررسي اثر مايع يوني غير ايميدازولي تري‌اتيل‌آمونيوم مالئات برآنزيم اوريكاز

Evaluation of the Effect of Non-Imidazolium Based Ionic Liquid Triethylammonium Maleate on Uricase Enzyme

اوريكاز آنزيمي تترامر و كروي از گروه اكسيدوردوكتازها و فاقد كوفاكتوراست. تاكنون تحقيقات زيادي در مورد اين آنزيم به‌دليل كاربردهاي آن در علم پزشكي به‌عنوان يك عامل درماني و تشخيصي انجام شده است. اوريكاز تخريب اسيد اوريك و توليد آلانتوئين را كاتاليز مي‌كند. قسمتي از كيت تشخيصي كه براي سنجش غلظت اسيد اوريك در خون استفاده مي‌شود، اوريكاز است. در اين تحقيق، تأثير مايع يوني غير ايميدازولي تري‌اتيل‌آمونيوم مالئات بر عملكرد آنزيم اوريكاز بررسي شد. مايعات يوني نمك‌هايي با خواص مهمي مانند پايداري حرارتي زياد، قدرت حلاليت زياد و قطبيت زياد هستند. برخي ازمايعات يوني به‌عنوان تثبيت‌كننده براي ذخيره طولاني مدت پروتئين‌ها استفاده مي‌شوند و ماندگاري پروتئين‌هايي مانند پروتئين‌هاي درماني يا صنعتي را افزايش مي‌دهند. در اين مطالعه، آنزيم را با غلظت‌هاي مختلف مايع يوني تري‌اتيل‌آمونيوم مالئات تيمار كرديم. درصد حجمي اين مايع يوني 1%، 2%، 5%، 10% و 15% مي‌باشد. نتايج نشان مي دهد كه تري‌اتيل‌آمونيوم مالئات تأثير وابسته به غلظت بر فعاليت آنزيم اوريكاز دارد. استفاده از مايع يوني تري‌اتيل‌آمونيوم مالئات با غلظت 5 درصد باعث افزايش فعاليت كاتاليزوري آنزيم در مقايسه با آنزيم تيمارنشده مي‌شود. همچنين دما و pH بهينه براي فعاليت آنزيم به‌واسطه تيمار با مايع يوني مذكور تغيير مي‌كند. بروز تغييرات در ميانكنش‌هاي داخل ساختاري آنزيم از جمله تغيير در پيوندهاي هيدروژني، الكترواستاتيك و فعل و انفعالات واندروالس و در نتيجه تغييرات ساختاري آنزيم باعث افزايش فعاليت اوريكاز و بهبود كارايي كاتاليزوري و همچنين تغيير دما و pH بهينه آنزيم مي‌شود. درضمن با توجه به نتايج، اوريكاز تيمارشده در pHهاي قليايي فعاليت بيشتري نسبت به اوريكازآزاد دارد و در برابر pHهاي قليايي مقاومت نشان مي‌دهد و هيچ‌گونه كاهش فعاليت كه ناشي از به‌هم‌ريختگي ساختار آنزيم و دناتوراسيون است نشان نمي دهد. اين نتيجه براي استفاده از تري‌اتيل‌آمونيوم مالئات درزمينه هايي كه بايد يوريكاز در pH هاي قليايي استفاده شود كاربردي است.

Urate oxidase or uricase (UOX) (EC 1.7.3.3) is an globular tetramer oxidoreductase enzyme which lacks cofactor. Much research on this enzyme has been done so far due to its biomedical applications as a therapeutic and diagnostic agent. Urate oxidase catalyzes uric acid degradation and produces allantoin. An imbalance in the excretion of uric acid causes the hyperuricemia. Part of a clinically important diagnostic kit used to measure the concentration of uric acid in the blood is the enzyme uricase. In this research, efforts are made to investigate the effect of triethylammonium maleate (TEAM) ionic liquid on the function of urate oxidase (UOX). Ionic liquids are salts with important properties like high thermal stability, high solvating capacity and high polarity. These salts have been considered in biochemical and biomedical fields. They can also be utilized as a stabilizer for long-term protein storage and they can extend the shelf life of some proteins such as therapeutic or industrial proteins. In this study, we treated the enzyme in different concentrations of triethylammonium maleate ionic liquid. The volume percentages of TEAM in the solvent phase are 1%, 2%, 5%, 10% and 15%. The results indicate that TEAM has a concentration-dependent effect on the activity of UOX enzyme. The use of 5% TEAM ionic liquid increased the enzymatic activity in comparison to untreated enzyme. We concluded that this ionic liquid was able to alter the structure of the uricase in a way that increased the activity and improve its catalytic efficiency of uricase.