غربالگری باکتری‌های بومی مولد ال-گلوتامیناز و تولید آنزیم به وسیله تخمیر غوطه‌ور

فصلنامه علمی پژوهشی دنیای میکروب ها

مقاله 1، دوره 4، شماره 3 و 4 (پیاپی 11)، بهمن 1390، صفحه 67-76   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

مریم رنجبر مبارکه^{* 1}؛ محسن مبینی دهکردی²؛ علی اصغر رستگاری³

¹دانشگاه آزاد اسلامی، واحد فلاورجان، گروه میکروبیولوژی

²دانشگاه شهرکرد، دانشکده علوم، گروه ژنتیک

³دانشگاه آزاد اسلامی، واحد فلاورجان، گروه بیوشیمی

چکیده

سابقه و هدف: ال-گلوتامیناز آنزیمی است که به دلیل کاربرد گسترده در صنایع دارویی و غذایی در سال‌های اخیر بسیار مورد توجه قرار گرفته است. این آنزیم یکی از مهم‌ترین آنزیم‌های درمانی است که برای درمان لوسمی استفاده می‌شود. این مطالعه با هدف جداسازی و شناسایی باکتری‌های بومی مولد آنزیم ال-گلوتامیناز و بررسی کمی فعالیت آنزیم در شرایط تخمیر غوطه ور، به منظور تعیین بهترین جدایه از نظر فعالیت آنزیم انجام گرفت. مواد و روش‌ها: باکتری‌های تولید کننده ال-گلوتامیناز از نمونه‌های خاک و آب رودخانه زاینده رود و کارون و حوضچه پرورش ماهی جداسازی شدند. جدایه‌ها به منظور تولید آنزیم ال-گلوتامیناز به کمک محیط مینی‌مال گلوتامین آگار (MGA) غربالگری شدند. تولید ال-گلوتامیناز در سیستم تخمیر غوطه‌ور با استفاده از محیط مینرال سالت گلوتامین (MSG) انجام شد و آنزیم تولید شده به صورت کمی اندازه‌گیری گردید. بهترین جدایه مولد آنزیم به وسیله ی ویژگی های ریخت شناسی و تست‌های بیوشیمیایی تعیین هویت شد. یافته‌ها: در این مطالعه 11 سویه باکتری مولد ال-گلوتامیناز جداسازی گردید. از این میان سویه CH3-GLU بیشترین تولید آنزیم را به میزان  U/ml62/0±91/37 در دمای C°45 پس از 96 ساعت نشان داد. این جدایه به عنوان سویه‌ای از باسیلوس سوبتیلیس (Bacillus subtilis) شناسایی گردید. نتیجه گیری: نتایج این بررسی نشان داد که باکتری باسیلوس سوبتیلیس سویه CH₃-GLU به عنوان یک سویه بومی پتانسیل بالایی در تولید ال-گلوتامیناز دارد.

کلیدواژه‌ها

ال-گلوتامیناز؛ باکتری‌های بومی ایران؛ باسیلوس

مراجع

1. Erickson JW, Cerione RA. Glutaminase: a hot spot for regulation of cancer cell metabolism. Oncotarget. 2010; 1(8): 734-740.

2. Spiers AS, Wade HE. Bacterial glutaminase in treatment of acute leukemia. Br Med J. 1976; 1(6021): 1317-1319.

3. El-Asmar FA, Greenberg DM. Amand GSt. Studies on the mechanism of inhibition of tumor growth by the enzyme glutaminase. Cancer Res. 1966; 26(1): 116-122.

4. Roy S, Ghosh S, Mallick P, Maity p. Acivicin wuth glutaminase regulates proliferation and invasion of human MCF-7 and OAW-42 cells-AN in vitro study. Indian J Exp Biol. 2008; 46(1): 22-26.

5. Kumar SR, Chandrasekaran M. Continus production of L-glutaminase by an immobilized marine Pseudomonase sp BTMS-51 in a packed bed reactor. Process Biochem. 2003; 38 (10): 1431-1436.

6. Huang Y, Zhao L, Jia B, Wu L, Li Y, Curthoys N, Zheng JC. Glutaminase dysregulation in hiv-1 infected human microglia mediates neurotoxicity: relevant to hiv-1 associated neurocognitive disorders. J Neurosci. 2011; 31(42): 15195-15204.

7. Newsholme P, Procopio J, Lima MM, Pithon-Curi CT, Curi R. Glutamine and glutamate their central role in cell metabolism and function. Cell Biochem Funct. 2003; 21(1): 1-9.

8. Yamamoto S. Hitoshi H. Production of glutaminase by Aspergillus sojae. J Ferment Technol. 1974; 52(8): 564-569.

9. Thongsanit J, Yano S, Tachiki T, Wakayama M. Identification of a glutaminase producing bacteria strain isolated from thai fermentated pork sausage and characterization of glutaminase production. Ann Microbiol. 2008; 58(4): 671-675.

10. Nathiya K, Nath SS, Angayarkanni J, Palaniswamy M. Screening of a high glutaminolytic enzyme producing strain and its extracellular production by solid state fermentation. Int J Pharm Biosci. 2011; 3(2): 298-302.

11. Prasanth Kumar K, Prabhakar T, Sathish T, Grija Sankar G, Moges F, Swarajya Lakshmi G, Ramana H. Studies on extracellular L-glutaminase production by halophilic Aspergillus sp. J Pharm Chem. 2009; 3 (1): 4-7.

12. Balagurunathan R, Radhakrishnan M, Somasundaram ST. L-glutaminase producing actinomycetes from marine sediments selective isolation, semi quantitative assay and characterization of potential strain. Aust J Basic Appl Sci. 2010; 4(5): 698-705.

13. Jeya Prakash P, Poorani E, Anantharaman P, Balasubramaniam T. L-glutaminase production and the growth of marine bacteria. Res J Microbiol. 2009; 4: 168-172.

14. Jeya Prakash P, Poorani E, Anantharaman P. Effect of media composition L-glutaminase production from lagoon Vibrio sp SFL2. Int J Biotechnol Biochem. 2010; 6 (5): 769-782.

15. Pallem C, Manipati S, Somalanka SR. Process optimization of L-glutaminase production by Trichoderma koningii under solid state fermentation (SSF). Int J Appl Biol Pharm Technol. 2010; 1(3): 1168-1174.

16. Imada A, Igarasi S, Nakahama K, Isono M. Asparaginase and glutaminase activities of microorganisms. Microbiology. 1973; 76(1): 85-99.

17. Whitman WB, Vos PD, Garrity GM, Jones D, Krieg NR, Ludwig W, Raineg FA, Schleifer KH. The firmicutes. Whitman WB. Bergeys^، manual of systematic bacteriology. 2^th ed. Georgia Athens, USA. Springer. 2009; 19-21.

18. Sabu A. Source, Propertis And Applications Of microbial therapeutic enzymes. Indian J Biotechnol. 2003; 2: 334-341.

19. Renu S, Chandrasekaran  M. Extracellular L-glutaminase production by marine bacteria. Biotechnol Lett. 1992; 14(6): 471-474.

20. Roberts J, Holcenberg JS, Dolowy WC. Isolation, crystallization, and properties of Achromobacteraceae glutaminase asparaginase with antitumor activity. J Biol Chem. 1972; 247 (1): 84-90.

21. Sivakumar K, Sahu MK, Manivel PR, Kannan L. Optimum condition for L-glutaminase production by actinomycete strain isolated from estuarine fish, chanoschanos. Indian J Exp Boil. 2006; 44(3): 256-258.

22. Lyer PV, Singhal RS. Screening and selection of marine isolated for L-glutaminase production and media optimization using response surface methodology. Appl Biochem Biotechnol. 2009; 159 (1): 233-250

23. Lyer P, Singhal R. Isolation, screening, and selection of an L-glutaminase producer from soil and media optimization using a statistical approach. Biotechnol Bioprocess Eng. 2010; 15 (6): 975-983.

24. Astuto-Gribble LM, Gaudioso JM, Caskey SA, Zemlo TR. A survey of bioscience research and biosafety and biosecurity practices in Asia, Eastern Europe, Latin America, and the middle east. Appl Biosaf. 2009; 14(4): 181-196.