اهداف: مطالعات مبتنی بر پایداری گرمایی به عنوان یکی از روش های بررسی خواص فیزیکوشیمیایی پروتئین ها در زیست فناوری مطرح هستند. هدف تحقیق حاضر بررسی اثر جایگزینی اسیدآمینه آرژینین (Arg) شماره 39 با لیزین (Lys) روی واسرشتگی گرمایی فتوپروتئین نمیوپسین بود. مواد و روش ها: در تحقیق تجربی حاضر، جهش یافته R39K با پروتئین وحشی مقایسه شد (در آن اسیدآمینه آرژینین 39 به اسیدآمینه لیزین تبدیل شده است). برای بررسی اثر جهش روی محتوای ساختار دوم، تکنیک دورنگ نمایی دورانی به کار رفت. به منظور بررسی تغییرات احتمالی در میزان پایداری حرارتی پروتئین جهش یافته و وحشی، اندازه گیری های واسرشتگی دمایی توسط دستگاه کالری متری روبشی تفاضلی صورت گرفت. از نرم افزارهای بیوانفورماتیک برای مقایسه ساختاری دو نوع پروتئین استفاده شد. یافته ها: فشردگی جهش یافته R39K نسبت به پروتئین وحشی کاهش یافت. تغییر قابل ملاحظه ای در مقادیر پارامترهای ترمودینامیک به ویژه Tm مشاهده نشد. بالاتربودن جنبش های مولکولی اسیدآمینه آرژینین شماره 187 در پروتئین جهش یافته نسبت به پروتئین وحشی پایداری این پروتئین را کاهش داد. افزایش سطح در دسترس لیزین شماره 188 در پروتئین جهش یافته موجب افزایش پایداری آن شد. نتیجه گیری: در پایداری حرارتی پروتئین جهش یافته R39K عوامل مختلفی شامل جنبش های مولکولی اسیدآمینه ها، سطح در دسترس آنها و محتوای ساختارهای دوم پایدارکننده پروتئین تاثیرگذار هستند. این جهش فشردگی جهش یافته R39K را نسبت به پروتئین وحشی کاهش می دهد، افزایش ASA مربوط به اسیدآمینه Lys188 در جهش یافته R39K نسبت به پروتئین وحشی موجب افزایش پایداری پروتئین می شود ولی کاهش میزان ساختار دوم در این جهش یافته همراه با بالاتربودن جنبش های مولکولی در اسیدآمینه Arg187 در جهت کاهش پایداری این جهش یافته عمل می کند.

نمیوپسین از شانه دار نمیوپسیس لیدی از فتوپروتئین های وابسته به کلسیم بوده که همچون فتوپروتئین های متعلق به خانواده کیسه تنان حین واکنش با کلنترازین نور آبی را به صورت فلش ساطع می کند. تاکنون، بیشترین بررسی ها روی فتوپروتئین های خانوداه کیسه تنان انجام شده است و اطلاعات اندکی در مورد مکانیسم فتوپروتئین های شانه داران و جایگاه اتصال به کلنترازین آنها وجود دارد. در این تحقیق، سه آمینواسید مهم درگیر در حفره اتصال به کلنترازین نمیوپسین توسط باقیمانده های متناظر با فتوپروتئین های بسیار شناخته شده از خانوداه کیسه تنان جایگزین گردید. بدین منظور جهش های W59K، N105W و L127W با در نظر گرفتن شبکه پیوند هیدروژنی در اطراف حلقه های مهم کلنترازین انجام شد. جهش یافته ها هیچ گونه فعالیتی از خود نشان ندادند. اسپکتروسکوپی CD و فلورسانس و مدلسازی ملکولی نشان داد که تغییرات ساختاری در جهش یافته ها به ویژه N105W و L127W نسبت به فرم وحشی محسوس است. عدم فعالیت در این جهش یافته ها دلیلی بر وجود این آمینواسیدها در حفره اتصال یا نقش شان در مکانیسم عمل است. به نظر می رسد چینش آمینواسیدها در حفره اتصال به کلنترازین مربوط به دو خانواده کیسه-تنان و شانه داران نسبت به هم متفاوت می باشد طوری که جایگزینی این آمینواسیدها با آمینواسیدهای متناظرشان از خانواده دیگر (نظیر جهش های این تحقیق) یکپارچگی مورد نیاز جهت عملکرد بیولومینسانسی آن را از بین برده و چنان تغییرات ساختاری را منجر می شود که باعث غیرفعال شدن این پروتئین می گردد.