غربالگري،كاوش در ژنوم و بهينه‌سازي توليد زايلاناز در سويه‌هاي ميكروبي مولد

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

بيوتكنولوژي كشاورزي

كارشناسي ارشد

زايلان از اجزاء اصلي ديواره¬سلولي است و پس از سلولز دومين پلي¬ساكاريد تجديدپذير فراوان در طبيعت است و تقريباً يك سوم كل كربن آلي تجديدپذير روي زمين را تشكيل مي¬دهد. حيوانات تك معده¬اي مانند طيور آنزيم¬هاي لازم براي هيدروليز زايلان را به صورت درون¬زا سنتز نمي‌كنند. فقدان آنزيم‌هاي هيدروليزكننده در اين حيوانات منجر به هضم ناقص و جذب مواد غذايي به صورتي ناكارآمد مي¬شود. زايلان، ساير مواد مغذي را محصور كرده و با ايجاد "اثر قفس" به عنوان مانعي براي هضم مواد مغذي در روده كوچك عمل مي‌كند. باتوجه اثر نامطلوب زايلان بر خوراك، و به منظور افزايش هيدوليز مواد حاوي زايلان استفاده از زايلانازها به طور چشمگيري توسعه پيدا كرده¬است. زايلانازها گليكوزيدازهايي هستند كه اندوهيدروليز پيوندهاي b-D-xylosidic-4,1 در زايلان را كاتاليز مي‌كنند. منابع اصلي اين آنزيم¬ها قارچ¬ها و باكتري¬ها هستند و به طور گسترده¬اي براي توليد صنعتي زايلاناز استفاده مي¬شوند. لذا همواره شناسايي سويه¬هاي مولد با پتانسيل بالاي توليد زايلاناز و همچنين دستيابي به آنزيمي با ويژگي¬ها مطلوب دمايي و pH به منظور كاهش هزينه¬هاي توليد آنزيم و ايجاد بستري مناسب براي مهندسي سويه و آنزيم در اولويت بوده است. از اين رو شناسايي سويه¬هاي مولد برتر جهت مهندسي در دستور كار قرار گرفت. اين مطالعه، از 26 نمونه تهيه شده، دو سويه¬ باكتريايي از خاك بستر باتلاق گاوخوني و خاك كويركاشان جداسازي شد كه توانايي بالقوه¬اي در هيدروليز زايلان نشان¬دادند. براساس منحني استاندارد D-xylose و بيش¬ترين ميانگين جذب اندازه گيري شده، غلظت آنزيم توليد شده 33340 و 34480 به عنوان يونيت بر گرم براي سويه هاي S3 و S4 تخمين زده¬شد. آنزيم زايلاناز توليد شده، توسط ستون كروماتوگرافي آنيوني جداسازي و جرم مولكولي آنزيم براساس آناليز ژل SDS-PAGE، 23 كيلو دالتون تخمين زده شد. سويه¬هاي S3و S4 براساس توالي ژن 16S rRNAو rpoB، ارتباط نزديكي با جنس و گونه Bacillus subtilis نشان دادند. بررسي نتايج پايداري آنزيم توليد شده نشان مي¬دهد، سويه S4 در دماي بالا كاربرد بيشتري نسبت به سويه S3 دارد و اگر آنزيم مستلزم تحمل دما باشد، استفاده از آنزيم زايلاناز S4 توصيه مي¬شود. هم¬چنين داده¬ها نشان¬داد، سويهS3، در بازه گسترده¬تري از pH عملكرد خود را حفظ مي¬كند.

231966

بيوتكنولوژي كشاورزي

مهندسي كشاورزي

دانشگاه صنعتي اصفهان