امروز دوشنبه 25 تیر 1397

جداسازی و شناسایی بیوشیمیایی و مولکولی سویه‎های باکتریایی تجزیه‎کننده کراتین

Isolation and recognition of keratinolytic bacteria strains based on their biochemical and molecular properties

MGJ-17-D-00174

ژنتیک ریزسازواره

پژوهشی کامل

Fa

 

 

مقادیر روزافزون ضایعات کراتینی مقاوم به تجزیه که از محصولات جانبی فرآوری صنایع کشاورزی می‎باشند، توجه را به سمت آنزیم‎های کراتینولیتیک سوق داده‎اند. کراتینازها قادرند پروتئین نامحلول کراتین را از طریق فرایندهای غیرآلاینده به محصولات باارزش تبدیل کنند. در این مطالعه با هدف دستیابی به جدایه‎های توانمند تجزیه‎کننده کراتین، تعداد 120 سویه از منابع مختلف محیطی در محیط‎کشت اختصاصی پودر‎پر، جداسازی و خالص شد. پس از غربالگری، شش سویه که کارایی بالاتری داشتند برای ادامه مسیر انتخاب شدند. بر اساس نتایج آزمون‎های بیوشیمیایی و توالی‎یابی 16SrRNA سویه‎های برتر متعلق به جنس باسیلوس بودند که در پایگاه اطلاعاتی NCBI به ثبت رسیدند. ‎این ‎سویه‎ها پس از 48 ساعت 76 تا 8/80 درصد از سوبسترای پر را مورد حمله قرار دادند. فعالیت پروتئازی و کراتینازی آن‌ها در دماهای 20، 30، 37 و °C50 مورد ارزیابی قرار گرفت. تمامی‎سویه‎ها بر روی محیط SMA در دماهای مورد آزمایش فعال بودند به جز BK111 که در دمای°C 50 فعالیت پروتئازی نشان نداد. سویه BK206 در کلیه دماها فعالیت کراتینازی مناسبی داشت در حالی‌که BK107 و BK324 در دمای °C50 فعالیتی نداشتند. سویه BK111 در دماهای 20 و °C50 نتوانست بر روی ‎محیط FMA رشد کند، سویه‎های BK401 و BK402 نیز در دمای °C20 ‎هاله‎ای بر روی این محیط تشکیل ندادند. فعالیت کراتینازی سویه‎های برتر با استفاده از دو سوبسترای کراتین‎آزور (α کراتین) و آزوکراتین (β کراتین) مورد ارزیابی قرار گرفت که تمامی‎سویه‎ها فعالیت قابل توجهی بر روی هر دو سوبسترا نشان دادند. بالاترین فعالیت بر روی سوبسترای کراتین‎آزور به سویه BK324 با u/ml 345 تعلق داشت و سویه BK111 نیز u/ml 5992 فعالیت را بر روی سوبسترای آزوکراتین در روز دوم پس از تلقیح نشان داد. به‎طورکلی یافته‎های‎این مطالعه، پتانسیل بالای 6 سویه طبیعی ‎برای تبدیل زیستی ضایعات کراتین به‌صورت سازگار با محیط زیست و بازیافت آن‌ها به محصولات ارزشمند را آشکار می‎کند.

Increasing amount of resistant keratin wastes which originated from byproducts of agricultural industry is as an environmental issue. Keratinolytic enzymes secreted by bacteria are able to digest insoluble keratin and convert it to valuable products through non polluting processes. The aim of this study was isolation of keratinolytic bacteria strains which resulted to isolation and purification of 120 feather keratinolytic isolates from different environment resources in feather powder medium. Among the 120 isolates tested in vitro, six isolates were found with highest yields and belonged to Bacillus according to obtained results based on biochemical tests and 16S rRNA sequencing analysis. The results were registered in NCBI database. These isolates digested the substrates between ranges of 76-80.8% after 48 hours. Proteolytic and keratinolytic activity were tested at 20, 30, 37 and 50°C temperatures respectively. All of strains were active on SMA media at mentioned temperatures except BK111 which didn’t show proteolytic activity at 50°C. BK206 strain also showed keratinolytic activity in all temperatures while BK107 and BK324 didn’t digest at 50°C. BK111 didn’t show proteolytic activity at 20 and 50°C on FMA medium while BK401, BK402 couldn’t form clear halo on mentioned medium at 20°C. Keratinolytic activities of selected strains were assayed by both keratin azure and azokeratin substrates. The obtained results showed that all strains had significant activities on two substrates. The highest activity in keratine azure and azo keratin substrates were observed in BK324 with 325 u/ml and 5992 u/ml activities respectively after two days incubation. Generally great keratinolytic potential of six novel strains showed their promising application for keratin biodegradation.

نویسندگان مقاله
ناممحل خدمتپست الکترونیکی

بهناز کروژدهی
B Korouzhdehi

نویسنده مسئول

علیرضا عباسی
AR Abbasi

rezabbasi[AT]ut.ac.ir نویسنده مسئول

معصومه بحرینی
M Bahreini

نویسنده مسئول

احمد علی پوربابایی
AA Pourbabaee

نویسنده مسئول

محمدرضا شریف مقدم
Mr Sharif Moghadam

نویسنده مسئول

مقالات چاپ شده