همسانه سازي، شناسايي و جداسازي يك ژن گلوكز اكسيداز (GOX) از قارچ Penicillium funiculosum

Cloning, Identification and Isolation a Glucose Oxidase Gene from Penicillium funiculosum

گلوكز اكسيداز (B-D-گلوكز:اكسيژن 1-اكسيدوردوكتاز) با استفاده از اكسيژن مولكولي به عنوان پذيرنده الكترون، اكسيداسيون B-D-گلوكز را به گلوكونيك اسيد كاتاليز نموده و منجر به توليد پراكسيد هيدروژن مي شود. اين آنزيم در دامنه وسيعي از قارچهاي مختلف، عمدتاً جنسهاي Aspergillus و Penicillium توليد شده و كاربردهاي وسيعي در صنايع مختلف از قبيل شيمي، داروسازي، صنايع غذايي، بيوتكنولوژي و غيره دارد. در اين مطالعه، ژن كدكننده گلوكز اكسيداز از قارچ Penicillium funiculosum با استفاده از تكنيك واكنش زنجيره اي پلي مراز (PCR) جداسازي و در ناقل pUC19 همسانه سازي شده و ساختار مولكولي، ويژگيهاي بيوشيميايي و فيلوژنتيكي آن مورد بررسي قرار گرفت. توالي نوكليوتيدي اين ژن، تحت عنوان PfGOX، به طول bp1818 بوده و يك پروتيين با 605 آمينواسيد را رمز مي كند. وزن مولكولي محاسبه شده و نقطه ايزوالكتريك پيش بيني شده اين پروتيين به ترتيب برابر 78/65 كيلو دالتون و 05/5 مي باشد. بررسي ساختارهاي دوم و سوم توالي پروتييني PfGOX نشان داد كه اين پروتيين از نظر ساختاري مشابه با تواليهاي گلوكز اكسيداز گزارش شده از قارچهاي ديگر مي باشد. توالي پروتييني به دست آمده شباهت زيادي را با تواليهاي گلوكز اكسيداز ساير قارچها از قبيل Penicillium amagasakiense، Talaromyces flavus، Talaromyces stipitatus و Talaromyces variabilis نشان داد. بررسي فيلوژنتيكي نيز مشخص كرد كه اين ژن به زيرگروه IA گلوكز اكسيدازهاي قارچي تعلق دارد.

Glucose oxidase (B-D-glucose:oxygen 1-oxidoreductase) catalyzes the oxidation of B-D-glucose to gluconic acid, by utilizing molecular oxygen as an electron acceptor with simultaneous production of hydrogen peroxide. Glucose oxidase has been purified from a range of different fungal sources, mainly from the genus Aspergillus and Penicillium and has wide applications in chemical, pharmaceutical, food, biotechnology and other industries. In this study, a glucose oxidase (GOX)-encoding gene was isolated from Penicillium funiculosum by polymerase chain reaction (PCR) technique and then was cloned into a pUC19 plasmid. Then, molecular structur, biochemical and phylogenetic characteristics were analyzed. Nucleotide sequence of the gene, called PfGOX, revealed a 1818 bp long, encoding a protein of 605 amino acid residues. The calculated molecular mass and the predicted isoelectric point of the deduced polypeptide were 65.79 kDa and 4.50, respectively. Analysis of secondary and three dimensional structures of the deduced polypeptide sequence for PfGOX was shown that PfGOX is similar to those of previously reported glucose oxidase proteins from other fungi. The deduced protein sequence was indicated a high similarity to glucose oxidases isolated from fungi such as Penicillium amagasakiense, Talaromyces flavus, Talaromyces stipitatus, and Talaromyces variabilis. Phylogenetic study was also demonstrated that PfGOX gene belongs to the subgroup IA of fungous glucose oxidases.