تولید پروتئین نوترکیب ارگوکونین و کاربرد آن در فیلم پلی‌لاکتیک اسید به منظور کنترل آلودگی‌های قارچی آسپرژیلوس نایجر و پنی‌سیلیوم نوتاتیوم در شرایط آزمایشگاهی

فصلنامه علمی پژوهشی دنیای میکروب ها

مقاله 2، دوره 12، شماره 2 (پیاپی 39)، شهریور 1398، صفحه 114-124   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

محمد جواد اکبریان میمند¹؛ آرش بابایی^{* 2}

¹دانشجوی دکتری، گروه پژوهشی تبدیل و نگهداری انگور، پژوهشکده انگور و کشمش، دانشگاه ملایر، ایران

²استادیار، گروه زیست شناسی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه ملایر، ایران

چکیده

سابقه و هدف: قارچ‌ها از مهم‌ترین دلایل فساد مواد غذایی هستند. استفاده از بسته‌بندی‌های فعال ضدمیکروبی، موجب افزایش ایمنی و ماندگاری مواد غذایی می‌شود. این تحقیق با هدف تولید ترکیب ضد قارچی (ارگوکونین) و کاربرد آن در فیلم پلی‌لاکتیک اسید به منظور کاهش آلودگی‌های قارچی آسپرژیلوس نایجر و پنی‌سیلیوم نوتاتیوم انجام شد.
 
مواد و روش‌ها: برای تولید پروتئین نوترکیب ارگوکونین، ژن هدف به وکتور بیانی pET21 وارد شد. وکتور نوترکیب پس از تکثیر در باکتری اشریشیا کلی DHα به باکتری  اشریشیا کلی (DE3) BL21 به عنوان میزبان بیان منتقل گردید. بیان ژن با استفاده از روش‌های SDS-PAGE، وسترن بلات و دات بلات بررسی شد. به منظور تخلیص پروتئین نوترکیب، از ستون کروماتوگافی میل‌ترکیبی استفاده شد. فیلم‌های زیست‌فعال پلی‌لاکتیک اسید به روش قالب‌گیری و افزودن مقادیر مختلف ارگوکونین (0، 0.25، 0.5 و 0.75 درصد) به محلول 4 درصد وزنی پلی‌لاکتیک اسید تهیه شدند. به منظور بررسی اثر ضدقارچی فیلم پلی‌لاکتیک اسید از روش انتشار دیسک استفاده شد.
 
یافته‌ها: ژن ارگوکونین با استفاده از آغازگرهای اختصاصی به خوبی تکثیر شد. بیان پروتئین نوترکیب با روش SDS-PAGE و تایید آن با دات بلات و وسترن بلات انجام گرفت. ترکیبات گوکونین دارای اثر ضدقارچی بر روی هر دو قارچ بود. قطر هاله عدم رشد برای هر دو قارچ نیز، با افزایش غلظت ارگونین افزایش یافت. همچنین فیلم فعال، اثر ضدقارچی بیشتری بر روی قارچ پنی‌سیلیوم نوتاتیوم داشت.
 
نتیجه گیری: ارگوکونین با جلوگیری از سنتز گلوکان در دیواره قارچ‌ها موجب نابودی آن‌ها می‌شود. بنابراین فیلم پلی‌لاکتیک اسید حاوی ارگوکونین می‌تواند به عنوان بسته‌بندی فعال ضدمیکروبی در راستای افزایش ایمنی مواد غذایی استفاده شود.

کلیدواژه‌ها

بسته‌بندی فعال ضدمیکروبی؛ ترکیب ضدقارچی؛ بیان ژن؛ ارگوکونین؛ فیلم پلی‌لاکتیک اسید

مراجع

1. Jamshidian M, Arab Tehrany E, Imran M, Jacquot M, Desobry S. Poly (lactic acid):
   production, applications, nanocomposites, and release studies comper. Rev Food Sci Food Saf.
   2010; (9): 552-571.
   2. Suprakas SR, Pralay M, Masami O, Kazunobu Y, Kazue U. New polylactide/layered silicate
   nanocomposites. preparation, characterization, and properties. Macromol. 2002; 35(8):
   3104-3110.
   3. Almasi H, Ghanbarzadeh B, Dehghannia J. Film nanocomposite (acid lactic) poly of properties
   nanofibers cellulose modified containing. Poly Sci and Technol. 2014; 6(26): 485-497.
   4. Ivana DR, Milan S, Olgica DS, Marina DT, Ljiljana R, Čomic AM. Anti Aspergillus properties
   of different extracts from selected plants. Afr J Microbiol. 2011; 5(23): 3986–3990 .
   5. Arnoult M, Dargent E, Mano JF. Mobile amorphous phase fragility in semi-crystalline
   polymers: Comparison of PET and PLLA. Polymer. 2007; 48: 1012-1019.
   
   6. Salehi Z, Kheirkhah B, Masoumalinejad Z, Zinatizadeh M R. Identification of aflR gene in
   aflatoxigenic Aspergillus isolated from pistachio kernel of Sirjan Region using molecular
   method. Iran J Med Microbiol. 2018; 12(1): 43-50.
   7. Prapagdee B, Kuekulvong Ch, Mongkolsuk S. Antifungal potential of extracellular
   metabolites produced by Streptomyces hyroscopicus against phytopathogenic fungi. Int J
   Biol Sci. 2008; 4: 330-337.
   8. Kezuk Y, Ohishi M, Itoh Y, Watanabe J .Structural studies of a two-domain chitinase from
   Streptomyces griseus HUT6037. J HIV Mol Biol. 2006; 358, 472-484.
   9. Vicente MF, Cabello A, Platas G, Basilio A, Dõ Âez MT, Dreikorn S. Antimicrobial activity of
   ergokonin A from Trichoderma longibrachiatum. J App Microbiol. 2001; 91, 806-813.
   10. Shekarfrosh Sh, Azizi Shirazi A, Vali A. The effect of packaging on some of the microbial,
   chemical and physical properties of Oncorhynchus mykiss kept in the refrigerator. Fisheries Sci
   Technol. 2014; 3(4): 31-42.
   11. Salmieri S, Islam F, Khan RA, Hossain FM, Ibrahim HM, Miao C, Hamad WY, Lacroix M.
   Antimicrobial nanocomposite films made of poly (lactic acid)–cellulose nanocrystals (PLA–
   CNC) in food applications-part B: effect of oregano essential oil release on the inactivation of
   Listeria monocytogenes in mixed vegetables. Cellulose. 2014; 21(6): 4271-4285.
   12. Plisky S, Perlińska-Lenart U, Górka-Nieć W, Graczyk S, Antosiewicz B, Zembek P,
   Palamarczyk G, Kruszewska JS. Overexpression of erg20 gene encoding farnesyl
   pyrophosphate synthasehas contrasting effects on activity of enzymes of the dolichyl and
   sterolbranches of mevalonate pathway in Trichoderma reesei. Gene. 2014; 544(2):114-122
   13. Collins T, Azevedo-silva J, Costa A, Branca F, Machado R, Casal M. Batch production of a silk
   -elastin-like protein in E. coli BL21(DE3): key parameters for optimization. Microb Cell Fact.
   2013; 1: 12-21.
   14. Ausubel FM, Brent R, Kingston R, Moore DD, Seidman JG, Smith JA, Struh L. Current
   protocols in molecular biology. New York. 2002; 102-109.
   15. Atehortúa A. Cost-effectiveness analysis of diagnosis of duchenne/becker muscular dystrophy
   in Colombia. Value Health Reg Issues. 2018;17: 1-6
   16. Silveria MF. Active film incorporated with Sorbic acid on pastry dough conservation. Food
   Control. 2007; 18: 1063-1067.
   17. Kezuk Y, Ohishi M, Itoh Y, Watanabe J. Structural studies of a two-domain chitinase fromStreptomyces griseus HUT6037. HIV Mol Biol. 2006; 358: 472-484.
   18. Vicente MF, Cabello A, Platas G, Basilio A, Dõ Âez MT, Dreikorn S. Antimicrobial activity of
   ergokonin A from Trichoderma longibrachiatum. App Microbiol. 2001; 91: 806-813.
   19. Erdohan ZÖ, Çam B, Turhan KN. Characterization of antimicrobial polylactic acid based films.
   J Food Eng. 2013; 119(2): 308-315.
   20. Abdolshahi A. Antifungal properties of gelatin-based coating containing mannoprotein from
   Saccharomyces cerevisiae on Aspergillus flavus growth in Pistachio. J Mazandaran Univ Med
   
   Sci. 2016; 26(139): 93-102.
   21. Toufiq N. Improved antifungal activity of barley derived chitinase I gene that overexpress a
   32 kDa recombinant chitinase in Escherichia coli host. Braz J Microbiol .2018; 49:
   414-421.
   22. Ariannejad H. Cloning, over expression and characterization of alkalin phytase enzyme in
   Escherichia Coli. J Agr Biotechnol. 2013; 5: 1-15.
   23. Liu H, Naismith JH. A simple and efficient expression and purification system using two
   newly constructed vectors. Protein Expr Purif. 2009; 63(2): 102-111.