استفاده از باكتري هالوترموفيل Bacillus sp. SL-1 در توليد آنزيم هاي هيدروليتيك مقاوم به نمك انجام شده است. بطور عمده نياز كشور به اين كالاي مهم تجاري از محصولات وارداتي مرتفع مي گردد. متأسفانه در سال هاي اخير با افزايش تحريم ها و تغييرات نرخ ارز، انتقال دانش فني و واردات اين آنزيم ها با مشكلات متعددي همراه گرديده است. از اينرو توليد آنزيم هاي هيدروليتيك بصورت بيولوژيك از ميكروارگانيسم هاي بومي ايران مورد توجه قرار گرفته است. باكتري نمك دوست مقاوم به فلز سنگين روي از درياچه نمك آران-بيدگل جداسازي شده و توليد آنزيم هاي پركاربرد آميلاز، پروتئاز، سلولاز و پكتيناز با مقاومت بالا به حرارت و نمك از قابليت هاي منحصر به فرد آن مي باشد. همچنين توليد بيوسورفكتانت و اگزوپلي ساكاريدهاي خارج سلولي ازاين باكتري انجام شده است. توليد آنزيم هاي هيدروليتيك مقاوم به نمك از Bacillus sp. SL-1 براي اولين بار انجام شده و هيچ گونه گزارشي مبني بر جداسازي نمونه مشابه اين باكتري از آب هاي شور در ايران و دنيا تاكنون وجود ندارد. بنابراين آنزيم هاي هيدروليتيك، بيو پليمرها و اگزوپلي ساكاريدهاي توليد شده از اين ميكروارگانيسم بومي مي تواند به عنوان منبع جديدي در توليدات محصولات بيوتكنولوژي، پزشكي، دارويي، غذايي، كشاورزي و سلامت محيط زيست مورد استفاده قرار گيرد.

مهندسي و توليد بهينه آنزيم مولتي كوپر اكسيداز مقاوم به نمك از Bacillus sp. SL-1 بومي بصورت نوتركيب انجام شده است. از مهمترين آنزيم هاي اين خانواده، لاكازها مي باشند كه كاربردهاي بيوتكنولوژي متنوعي از جمله سنتز داروي ضدسرطان وينبلاستين، ساخت بيوسنسورها، رنگ زدايي در صنعت خمير، كاغذ، نساجي و تصفيه پساب هاي صنعتي دارند. بطور عمده نياز كشور به اين آنزيم تجاري از محصولات وارداتي با منشاء قارچي مرتفع مي گردد. از معايب عمده لاكازهاي قارچي مي توان به پايداري و مقاومت كمتر نسبت به دماي بالا، غلظت نمك، حلال هاي آلي و مهاركننده ها اشاره كرد. با اين وجود برخي مشكلات اساسي در زمينه توليد لاكازهاي باكتريايي بصورت نوتركيب همچون رسوب آنزيم، تشكيل اينكلوژن بادي و كاهش فعاليت كاتاليتيك آنزيم نوتركيب در سيستم هاي بياني باكتريايي با سيتوپلاسم احيا وجود دارند كه منجر به كاهش كيفيت، فعاليت و راندمان توليد آنزيم در مقياس بالا مي شوند. در اين پروژه آنزيم مولتي كوپر اكسيداز مقاوم به نمك لاكاز از باكتري جديد بومي-صنعتي مقاوم به نمك Bacillus sp. SL-1 بصورت نوتركيب در سيستم پروكاريوتي Origami در شرايط بي هوازي بصورت بهينه و فعال با راندمان بالا توليد شده و مقاومت و فعاليت خوبي در حضور غلظت هاي بالاي نمك، دماي بالاي ۷۰ درجه سانتيگراد، مهاركننده ها، حلال هاي آلي و تغييرات pH داشته و مي تواند با حفظ پايداري خود در شرايط متغير محيطي در فرآيندهاي سنتز تركيبات آلي، دارويي و پليمريزاسيون آنزيماتيك تركيبات پليمري مورد استفاده قرار گيرد.

سنتز و توليد نانوداروي آنزيمي هدفمند بر عليه سرطان كولون در راستاي دستيابي به دارو با اثرات درماني بيشتر و عوارض جانبي كمتر انجام شده است. سرطان كولون از نظر تعداد بيماران مبتلا، سومين و از نظر تعداد مرگ و مير، دومين رتبه را در جهان دارد. داروهاي رايج در شيمي درماني اين نوع سرطان ( 5-فلورويوراسيل و كپسيتابين و اگزالي پلاتين) داراي عوارض حادي مانند سركوب فعال مغز استخوان، موكوزيت، اسهال و حتي سندرم دست و پا در درمان انفوزيون طولاني مدت وريدي 5-FU و رژيم هاي حاوي كپسيتابين مي باشد. از طرفي ديگر مقاومت هاي دارويي و عوارض استفاده از آنها به اين گروه از داروهاي شيمي درماني، مسئله درمان اين بيماري را بسيار مشكل ساخته است. از اين رو جستجوي راه هاي درماني جديد از اهميت بالايي برخوردار است. با توجه به هدف گيري كاملا اختصاصي اين نانودارو به بافت توموري و مولكولهاي اختصاصي در سلول هاي سرطاني كولون، اثراتي همچون بالا بردن راندمان درماني، كاهش عوارض جانبي، نگهداري مقدار دارو در يك دوز مطلوب، بهينه كردن مصرف دارو و رساندن دارو به بافت مورد نظر بدون آسيب به ديگر قسمت‌هاي بدن به همراه داشته است. اثرات درماني آنزيمهاي دارويي بر پايه سيستمهاي نانو بر سرطان كولون كمتر مورد مطالعه قرار گرفته است و ساخت نانوداروي مذكور با اين ويژگيهاي درماني منحصر به فرد مي باشد و تا كنون هيچ گزارشي مبني بر ساخت چنين دارويي در ايران و ديگر كشورها گزارش نشده است. بنابراين نانوداروي توليد شده علاوه بر جلوگيري از گسترش سرطان كولون و درمان آن، مي تواند بر مقاومت به داروهاي رايج شيمي درماني غلبه كند.

به منظور تخليص ايمونوگلوبولين G پلاسما به صورت اختصاصي ، استفاده از ستونهاي كروماتوگرافي تمايلي حاوي ميكروبيدهاي اصلاح سطح شده مورد نياز مي باشد. پروتئين A و G رايج ترين و پركاربردترين نوع روش جداسازي تمايلي ايمونوگلوبولينها هستند. از معايب اين ستونها ي پروتئيني مي توان هزينه بالا، نشت ليگاند، پايداري پايين و از دست دادن فعاليت آنتي بادي در شرايط آزادسازي محيط اسيدي همراه را نام برد. تركيبات شيميايي به عنوان ليگاندهاي شبه تمايلي مي تواند پاسخگوي نيازهاي مختلف مطرح شده براي جداسازي ايمونوگلوبولينها باشند. با ديدگاه غلبه بر موانع مذكور در فرآيند خالص‌سازي ايمنوگلوبولين G (Ig G) ، در اين اختراع فرآيند خالص‌سازي اين ايمونوگلوبولين با استفاده از ستونهاي كروماتوگرافي تمايلي حاوي ميكروبيدهاي اصلاح سطح شده با تري -آزين ساخت و آماده سازي شد. بعد از تهيه ميكرو بيدهاي پليمري سفاروز صنعتي، سطح اين ميكرو بيدها توسط اپي كلروهيدرين پوشش داده شد و با 1و4-دي آمينوبوتان براي آميناسيون سطح آماده سازي گرديد. در نهايت ليگاندهاي آلي توسط واكنش¬هاي جانشيني نوكلئوفيلي به سطح ميكروبيدهاي پليمري (رزين سفاروز) متصل شدند. عملكرد ميكرو بيدهاي اصلاح شده با تري -آزين براي جداسازي ايمونوگلوبولين¬هاي G از پلاسماي خرگوش مورد بررسي قرار گرفت. در نهايت، ستون حاوي ميكروبيد (CAES-6B-Cl@RI=MAF, R2=MAF) با شرايط عملياتي بهينه و راندمان خالص سازي95 درصد IgG از پلاسماي انسان توليد گرديد

امروزه آنزيم آسپاراژيناز به عنوان يك داروي شيمي درماني در سرطان خون لنفوسيتي حاد كودكان و بزرگسالان مورد استفاده قرار مي گيرد. برخلاف سلولهاي طبيعي، سلولهاي سرطاني به دليل معيوب بودن آنزيم آسپاراژين سنتتاز توانايي سنتز اسيد آمينه آسپاراژين را ندارند. آنزيم آسپاراژيناز در خون با هيدروليز اسيد آمينه آسپاراژين، دسترسي سلولهاي سرطاني به اين اسيد آمينه براي رشد و تكثير را محدود كرده و از رشد آنها جلوگيري مي نمايد. مشكل عمده آسپاراژينازهاي تجاري موجود، دارا بودن خاصيت گلوتامينازي آنهاست كه مي تواند فعاليتهاي مغزي در فرد بيمار را مختل كند. همچنين پايداري و نيمه عمركم ، حساسيت ايمني زايي بالا آنها مي تواند به طرز چشمگيري بر روي نتايج باليني حاصله و كيفيت زندگي بيماران تاثيرات منفي داشته باشند. در اين اختراع، به منظور جلوگيري از بروز آسيب هاي مغزي به بيماران دريافت كننده، با دستكاري ژنتيكي، آنزيم آسپاراژيناز از باكتري بومي باسيلوس ليكني فرميس SL1 به صورت نوتركيب توليد شد كه بر خلاف نمونه هاي تجاري، فاقد فعاليت گلوتامينازي است و براي كاهش ايمني زايي در بدن و كاهش سميت آن براي بافت و سلولهاي سالم و همچنين افزيش اثرات ضد سرطاني، با استفاده از فناوري نانوتكنولوژي، فرم نانوفرموله آنزيم دارويي با عنوان نانوپگ آسپاراژيناز توليد شد كه نسبت به فاكتورهاي متغير محيطي از جمله تغييرات PH و دما مقاوم مي باشد و برخلاف داروهاي مشابه در دماي اتاق نيز پايدار و فعال مي باشد.

پروتئين A يكي از پروتئين هاي سطحي ديواره سلولي باكتريايي است كه به دليل تمايل بالاي اتصال به ايمونوگلوبولين هاي انساني به طور گسترده اي در فرآيندهاي خالص سازي، تشخيص آنتي بادي، تشخيص سريع پاتوژن ها و آناليزهاي ايمونولوژيك مورد استفاده قرار مي گيرد. در سالهاي اخير چندين روش مختلف براي جداسازي ايمونوگلوبولين ها بر اساس تكنيكهاي كروماتوگرافي توسعه يافته اند كه داراي مشكلاتي از قبيل حساسيت و ميزان تخليص پايين و غيراختصاصي، هزينه بالا، نشت ليگاند، پايداري پايين و از دست دادن فعاليت آنتي بادي در شرايط آزادسازي محيط اسيدي اشاره كرد. از اينرو، ما در اين پروژه براي تخليص ايمونوگلوبولين ها با هدف به حداقل رساندن موارد مذكور، پروتئين A نوتركيبي را از سويه استافيلوكوكوس اورئوس بومي، بدون دست كاري در ترتيب اسيدهاي آمينه طبيعي ساختار آن برخلاف نمونه هاي مشابه، در وكتور بياني مناسب در فرمانتور آزمايشگاهي به روش تخمير غوطه ور توليد و بهينه كرديم، بطوريكه ضريب خاموشي پايين و راندمان تخليصي IgG مناسب، حفظ فعاليت آنتي بادي و مقاوم به تغييرات فاكتورهاي محيطي مانند pH، دما و شرايط انكوباسيون را داشته و قابل رقابت با نمونه هاي تجاري باشد. Production and purification of recombinant staphylococcal protein A