هدف: متابولیت ریسین یک گلیکوپروتئین سمی است که در آندوسپرم گیاه کرچک یافت می شود. این پروتیین شامل دو زنجیره A با 267آمینواسید (32کیلودالتون) و زنجیرهB با 262آمینو اسید (34کیلودالتون) می باشد که بوسیله پیوند دی سولفیدی به هم متصل هستند. حساسیت سلول های سرطانی به ریسین به دلیل بیان بیشتر گلیکوپروتئین های موجود در سطح سلول های سرطانی است. سمیت آنزیم ریسین در از بین بردن سلول‌ها سبب شد که این آنزیم به عنوان مهمترین انتخاب در تولید ایمونوتوکسین‌ها بکار گرفته شود. با این‌حال، توانایی پایین ریسین در ورود به سلول هدف با استفاده از مسیر دستگاه گلژی، سبب بالا رفتن سمیت سلولی شده، که این نقص، استفاده از آن را در ایمونوتوکسین ها تحت تأثیر قرار داده است. این پژوهش با هدف مهندسی پروتئین ریسین به منظور افزایش بارالکتریکی سطحی پروتئین و تسهیل ورود ریسین به داخل سلول از طریق مسیر اندوزومیک و کاهش اثر سمیت سلولی صورت پذیرفت. مواد و روش‌ها: وضعیت ساختاری پروتئین ریسین با ایجاد جهش‌های R134A، L214A، R31A ، P250A و در مقایسه با نمونه طبیعی این آنزیم با استفاده از مطالعات ترمودینامیکی مورد بررسی قرار گرفت. سپس توالی ژنی مربوط به نسخه جهش‌یافته، سنتز و با استفاده از وکتور بیانی pET22b(+) در فضای پیروپلاسمی سلولی باکتری اشریشیاکلی BL21(DE3) بیان شد. خالص‌سازی با استفاده از ستون Ni-NTA انجام و سپس عملکرد پروتئین بر رده سلول‌‌های سرطانی پوست A431 با استفاده از آزمون سمیت سلولی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج: جهش‌های ایجاد شده به شکل چشمگیری سبب افزایش بارالکتریکی سطحی پروتئین شده است. مقایسه آنالیز نمودارهای RMSD (انحراف جذر میانگین مربعات)، RMSF (نوسانات جذر میانگین مربعات) و Rg (شعاع ژیراسیون) بین نمونه طبیعی و موتانت مشخص کرد که جهش‌ها هیچ تأثیر معنی‌داری بر ساختار اصلی پروتئین ندارد. تأیید تولید و خالص سازی پروتئین نوترکیب ریسین در دیواره سلولی با وزن مولکولی حدود 33 کیلودالتون با استفاده از ژل SDS-PAGE انجام شد. این فرم نوترکیب نسبت به فرم طبیعی از وزن مولکولی کمتری برخوردار است. نتایج سمیت سلولی نشان داد که پروتئین ریسین موتانت قادر است در غلظت ng/mL 300 سبب مرگ سلولی سلول‌های سرطانی A431 گردد. نتیجه‌گیری: نتایج In silico و In vitro بدست آمده در این مطالعه بر روی پروتئین ریسین نشان داد که ایجاد جهش‌های هدفمند به منظور افزایش بارالکتریکی سطحی پروتئین‌ می‌تواند به شکل مؤثری سبب بهبود عملکرد پروتئین گردد. از این‌رو، پروتئین ریسین موتانت (R134A، L214A، P250A وR31A) با قابلیت ورود سلولی بیشتر و سمیت کمتر برای سلول‌ها‌ی هدف، قابلیت خوبی به عنوان توکسین در تولید ایمونوتوکسین‌ها دارد.

کلمات کلیدی