• شماره ركورد
    25573
  • شماره راهنما
    BIO2 1113
  • عنوان

    خالص سازي آنزيم دئوكسي نوكلئوتيديل ترانسفراز نوتركيب با استفاده از سيستم سه فازي مبتني بر پلي اتيلن گليكول (PEG): مطالعه مقايسه اي با روش خالص سازي نيكل سفارز

  • مقطع تحصيلي
    كارشناسي ارشد
  • رشته تحصيلي
    بيوشيمي
  • دانشكده
    علوم و فناوري‌‌‌هاي زيستي
  • تاريخ دفاع
    1404/09/26
  • صفحه شمار
    107 ص.
  • استاد راهنما
    رحمان امام زاده
  • كليدواژه فارسي
    ترمينال دئوكسي نوكلئوتيديل ترانسفراز نوتركيب , خالص سازي , كروماتوگرافي تمايلي نيكل سفارز , سيستم جداسازي سه فازي مبتني بر پلي اتيلن گليكول
  • چكيده فارسي
    ترمينال دئوكسي‌نوكلئوتيديل ترانسفراز (TdT) يك DNA پليمراز با فعاليت پليمريزاسيون مستقل از الگو است كه در كاربردهاي تحقيقاتي، صنعتي و باليني اهميت قابل توجهي دارد. ازاين‌رو، توسعه‌ي روش‌هاي خالص‌سازي كارآمد و مقرون‌به‌صرفه براي اين آنزيم، ارزش عملي بالايي دارد. در ميان روش‌هاي موجود، كروماتوگرافي تمايلي نيكل–سفارز يكي از رايج‌ترين رويكردها محسوب مي‌شود كه امكان خالص‌سازي اختصاصي و تك‌مرحله‌اي را فراهم مي‌كند؛ بااين‌حال، اين روش با چالش‌هايي همچون هزينه‌ي بالا، نياز به تجهيزات تخصصي و محدوديت جدي در مقياس‌پذيري صنعتي همراه است. در مقابل، سيستم جداسازي سه‌فازي (TPP) مبتني بر پلي‌اتيلن‌گليكول (PEG)، روشي ساده، كم‌هزينه و سريع است كه در مورد بسياري از پروتئين‌ها قابليت مقياس‌پذيري صنعتي نشان داده است. هرچند، اختصاصيت پايين‌تر و احتمال تداخل تركيبات فازي با سنجش‌هاي فعاليت آنزيمي از جمله محدوديت‌هاي مهم اين روش به‌شمار مي‌آيد. اين مطالعه با هدف مقايسه كارايي دو روش كروماتوگرافي تمايلي نيكل–سفارز و سيستم جداسازي سه فازي مبتني بر PEG در خالص‌سازي TdT نوتركيب از اشريشيا كلي (E. coli) انجام شد. بر اساس تحليل الكتروفورز ژل پلي‌آكريل‌آميد در حضور سديم دودسيل سولفات (SDS-PAGE)، هر دو روش باندي با وزن مولكولي kDa 45 ايجاد كردند. نتايج نشان داد روش سيستم جداسازي سه فازي مبتني بر PEG متشكل از PEG4000 %10 (وزني/حجمي)، آمونيوم سولفات 80% (وزني/حجمي) در pH 7.0، پروتئين تام بيشتر (2.53±0.09 ميلي¬گرم) و بازده بازيابي پروتئين بالاتري (59.78±2.17 درصد) فراهم كرد، در حالي كه كروماتوگرافي تمايلي مقدار پروتئين كمتري بازيابي كرد (1.67±0.16 ميلي¬گرم ؛ 39.23±3.94 درصد) اما خلوص نهايي به‌مراتب بالاتري (53.09±0.37 درصد) نسبت به TPP ( 14.98±0.92درصد) ايجاد نمود. به دليل ماهيت پليمريزاسيوني TdT، سنجش فعاليت آن نيازمند آزمون‌هايي مانند Urea-PAGE است؛ روشي كه نمونه‌هاي خالص‌شده با كروماتوگرافي تمايلي نيكل–سفارز بدون هيچ‌گونه تداخلي در آن قابل ارزيابي هستند. با اين حال، در سيستم TPP، حضور تركيبات سازنده فاز، به‌ويژه غلظت بالاي نمك‌ها، موجب اختلال در سنجش فعاليت آنزيم به روش Urea-PAGE مي‌شود. بنابراين، انجام سنجش فعاليت TdT تنها در صورتي امكان‌پذير خواهد بود كه مرحله‌اي براي حذف نمك يا نمك‌زدايي نمونه‌ها (نظير دياليز، اولترافيلتراسيون، تعويض بافر يا كروماتوگرافي ژل‌فيلتراسيون) پيش از آزمون اضافه شود. اين مطالعه نشان مي‌دهد كه TPP روشي مقياس¬پذير، اقتصادي و سريع براي بازيابي TdT نوتركيب است و مي‌تواند براي فرآيند خالص‌سازي مورد استفاده قرار گيرد.
  • كليدواژه لاتين
    Recombinant terminal deoxynucleotidyl transferase , purification , nickel–sepharose affinity chromatography , polyethylene glycol-based three-phase partitioning
  • عنوان لاتين
    Purification of Recombinant Terminal Deoxynucleotidyl Transferase Enzyme Using a Three-Phase Partitioning (TPP) System Based on Polyethylene Glycol (PEG): A Comparative Study with the Nickel Sepharose Purification Method
  • گروه آموزشي
    زيست شناسي سلولي مولكولي و ميكروبيولوژي
  • چكيده لاتين
    Terminal deoxynucleotidyl transferase (TdT) is a DNA polymerase exhibiting template-independent polymerization activity, with significant relevance in research, industrial, an‎d clinical applications. Consequently, the development of efficient an‎d cost-effective purification strategies fo‎r this enzyme holds substantial practical value. Among the available methods, nickel-sepharose affinity chromatography is widely employed, enabling specific, single-step purification. However, this approach presents notable drawbacks, including high cost, the requirement fo‎r specialized equipment, an‎d pronounced limitations in industrial scalability. In contrast, the polyethylene glycol (PEG)-based three-phase partitioning (TPP) system offers a simple, low-cost, an‎d rapid alternative that has demonstrated scalability fo‎r numerous proteins. Nonetheless, TPP is limited by lower specificity an‎d potential interference of phase components with enzymatic activity assays. The present study aimed to compare the efficiency of nickel-sepharose affinity chromatography an‎d the PEG-based TPP system fo‎r the purification of recombinant TdT expressed in Escherichia coli. SDS-PAGE analysis revealed that both methods yielded a protein ban‎d co‎rresponding to the expected molecular weight of 45 kDa. Quantitative analysis indicated that the TPP system, employing 10% (w/v) PEG4000 an‎d 80% (w/v) ammonium sulfate at pH 7.0, produced a higher total protein yield (2.53 ± 0.09 mg) an‎d greater protein recovery efficiency (59.78 ± 2.17%) compared with affinity chromatography, which recovered 1.67 ± 0.16 mg of protein with a 39.23 ± 3.94% recovery rate. Conversely, affinity chromatography achieved markedly superio‎r final purity (53.09 ± 0.37%) relative to TPP (14.98 ± 0.92%). Given the polymerizable nature of TdT, its activity must be assessed using specialized assays such as Urea-PAGE. Samples purified via nickel-sepharose affinity chromatography can be directly eva‎luated without interference. In contrast, TPP-purified samples contain phase components—particularly high salt concentrations—that interfere with enzymatic activity assays. Therefo‎re, desalting procedures, such as dialysis, ultrafiltration, buffer exchange, o‎r gel filtration chromatography, are required prio‎r to activity assessment. Overall, this study demonstrates that TPP represents a scalable, economical, an‎d rapid approach fo‎r the recovery of recombinant TdT, offering a viable alternative fo‎r enzyme purification processes where industrial-scale application is desired.
  • تعداد فصل ها
    4
  • فهرست مطالب pdf
    154019
  • نويسنده

    كولاني، مائده