وتمكن باحثون من جامعة شهركرد من التعبير عن إنزيم تري أسيل غليسيرول ليباز المحب للبرودة من بكتيريا Psychrobacter sp. C 18 وتثبيته على الصفائح النانوية الأمينية والجليوز.
وقالت مهسا بهجتي مقدم، الحاصلة على درجة الدكتوراه في الكيمياء الحيوية من جامعة شهركرد، حول هذا المشروع: “الإنزيمات هي عوامل حيوية معروفة، وبفضل خصائصها المتنوعة، بما في ذلك تقليل مراحل التفاعل وكمية المذيبات المطلوبة، تسهم في تسريع التفاعل وتقليل التكاليف”. وأضافت: “تُوفر الليبازات المتوافقة مع البرودة فرصاً جديدة للتطبيقات في البيوتكنولوجيا بسبب نشاطها التحفيزي العالي عند درجات الحرارة المنخفضة وخصائصها غير العادية. ومع ذلك، فإن التجمع والاستقرار المنخفضين ضد الحرارة يعدان من التحديات الرئيسية للعمل مع هذه الإنزيمات”.
وأشارت إلى أنه بالنظر إلى الاستخدامات الواسعة للليباز في مختلف الصناعات مثل الصناعات الدوائية والغذائية والمنظفات والأقمشة ومستحضرات التجميل والبيوديزيل، وبالنظر إلى أن إنتاج الليباز بكميات كبيرة لأغراض تجارية من خلال المصادر الطبيعية سيكون عملية مكلفة، فإنه من المهم إنشاء ظروف للحفاظ على الإنزيم لفترات طويلة واستخدامه مرة أخرى مع الحفاظ على كفاءته التحفيزية.
تُعد تثبيت الإنزيمات المتوافقة مع البرودة على الركائز الصلبة من الحلول العملية لإزالة أو استعادة الإنزيم بشكل مستمر في الصناعة.
وحول تثبيت الإنزيم قالت: “تثبيت الإنزيم هو عملية يتم فيها ربط الإنزيم مع الحفاظ على نشاطه التحفيزي من خلال الارتباط الفيزيائي أو الكيميائي بسطح معين، مما يوفر إمكانية إعادة استخدام الإنزيم لعدة دورات”. وأكدت أن اختيار نوع السطح والطريقة المناسبة للتثبيت من أهم العوامل المؤثرة في نجاح التثبيت.
أشارت بهجتي مقدم إلى أن التفاعلات بين الإنزيم والبيئة المحيطة تؤثر على كفاءة الإنزيم التحفيزية وكذلك استقراره ضد الرقم الهيدروجيني ودرجة الحرارة، وبالتالي فإن المسألة المهمة في تثبيت الإنزيم هي اختيار السطح المناسب والفعال.
وتابعت: “أظهرت الأبحاث اليوم أن استخدام المواد النانوية الهجينة العضوية وغير العضوية يمكن أن يحسن بشكل كبير من الأبعاد الحركية والديناميكية الحرارية للإنزيمات المثبتة مقارنة بالركائز الميكروسكوبية”.
في هذه الدراسة، تم تقديم ليباز متوافق مع البرودة باستخدام تكنولوجيا تركيبية جديدة تشمل التخليق الاصطناعي للجينات وDNA المؤتلف، والتعبير والتصفية والتثبيت على الركيزة الهجينة من الجرافين والسليلوز كمرشح محتمل للتسويق والإنتاج الضخم، مما يخطو خطوة عملية في مجال التكنولوجيا الحيوية.
أشارت بهجتي مقدم إلى أن هذا الإنزيم المؤتلف يمكن أن يكون له تطبيق واسع في الصناعات الأنزيمية مثل الصناعات الغذائية والمنكهات والبيوديزيل ومعالجة المياه الملوثة، مما يؤدي إلى تقليل تكاليف الإنتاج وتطوير التكنولوجيا وتطوير المنتجات وتعزيز العلاقة الوثيقة بين الصناعة والجامعة.
