بهینه‌سازی تولید آسپاراژیناز از سویۀ لاکتوباسیلوس جداشده از محصولات لبنی سنتی

نوع مقاله: پژوهشی- فارسی

نویسندگان

1 گروه زیست‌شناسی، دانشکدۀ علوم پایه، دانشگاه مراغه، مراغه، ایران

2 گروه میکروبیولوژی، دانشکدۀ علوم، دانشگاه آزاد اسلامی واحد اراک، اراک، ایران

10.22108/bjm.2020.121143.1283

چکیده

مقدمه: آنزیم آسپاراژیناز تجزیۀ آسپاراژین به آسپارتیک‌اسید و آمونیاک را کاتالیز می‌کند. به‌تازگی آنزیم آسپاراژیناز به‌شکل داروی شیمی‌درمانی مهم برای درمان سرطان‌های مختلف مانند لوسمی لنفوبلاستی، بیماری‌های بدخیم دستگاه لنفی و لنفوم غیرهوچکینی (NHL) استفاده می‌شود. آسپاراژیناز به‌علت داشتن پتانسیل جلوگیری از تولید آکریل‌آمید و حفظ کیفیت غذا، آنزیمی مفید در صنایع غذایی است. محصولات پروبیوتیکی حاوی باکتری‌های مفید هستند که آثار مفیدی بر سلامتی دارند. یکی از مهم‌ترین ویژگی‌های زیستی پروبیوتیک‌ها، خنثی‌سازی عوامل جهش‌زا و سرطان‌زاست. ریزموجودات بسیاری پتانسیل پروبیوتیکی دارند که گونه‌های لاکتوباسیلوس و بیفیدیوباکتریوم از معمول‌ترین آنها به شمار می‌آیند. هدف مطالعۀ حاضر، بهینه‌سازی تولید آسپاراژیناز از سویۀ لاکتوباسیل جداشده از آب پنیر سنتی شهرستان مراغه است.
مواد و روش‏‏ها: به‌منظور بررسی سویۀ یادشده از آزمایش‌های تشخیصی ازجمله آزمایش‌های میکروبی و بیوشیمیایی شامل رنگ‌آمیزی گرم، فعالیت کاتالازی و اکسیدازی، تخمیر قندها و مقاومت به اسید و نمک‌های صفراوی استفاده شد. تولید آسپاراژیناز با استفاده از روش‌های کیفی و کمّی به‌ترتیب سنجش سریع با پلیت و ایمادا بررسی شد. تولید آنزیم آسپاراژیناز به روش پاسخ در سطح بهینه‌ شد.
نتایج: نتایج بهینه‌سازی به روش پاسخ در سطح نشان دادند بیشترین فعالیت آسپاراژیناز در حضور گلوکز 2 درصد، عصارۀ مخمر 25/1 درصد و آسپاراژین 75/1 درصد به میزان 131 واحدبرمیلی‌گرم است و میزان تولید 11 درصد نسبت به شرایط غیربهینه بیشتر است. میزان پروتئین کل و زیست‌توده در محیط بهینه به‌ترتیب 893/0 میلی‌گرم‌برمیلی‌لیتر و 345/0 گرم بود.
بحث و نتیجه‏گیری: بر اساس نتایج، احتمالاً سویۀ لاکتوباسیل بررسی‌شده می‌تواند منبع مناسبی برای تولید آنزیم با ارزش دارویی آسپاراژیناز ‌باشد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Optimization of L-asparaginase Production from a Lactobacillus sp. isolated from Traditional Dairy Products

نویسندگان [English]

  • Behnush dinarvand 1
  • Parisa Fathi Rezaei 1
  • Neda Akbari 2
1 Department of Biology, Faculty of Basic Sciences, University of Maragheh, Maragheh, Iran
2 Department of Microbiology, Faculty of Science, Islamic Azad University, Arak Branch, Arak, Iran
چکیده [English]

Introduction: Asparaginase catalyzes the deamination of asparagine into aspartate and ammonia. Currently, it is used as an important chemotherapeutic agent for the treatment of different cancers such as acute lymphoblastic leukemia, malignant diseases of the lymphoid system, and Non-Hodgkin Lymphoma (NHL). Asparaginase is a useful enzyme for the food industry due to its potential to prevent acrylamide formation and to maintain the quality of the food. Probiotic products contain useful bacteria that have beneficial effects on health. The most important biological properties of probiotics include the elimination of mutagenic and carcinogenic agents. There are many microorganisms that could potentially function as the probiotic, the most common of which are Lactobacillus and Bifidobacterium species. The aim of this study was to optimize the production of L-asparaginase from isolated Lactobacillus sp. from the traditional whey of Maragheh.
Materials and methods: The isolate was investigated through microbial and biochemical tests including gram staining, catalase and oxidase activity, fermentation of carbohydrates, and acid and bile salts resistance. Asparaginase production was evaluated by qualitative and quantitative methods, rapid plate assay, and Imada method, respectively. Asparaginase production was optimized by the Response Surface Method (RSM).
Results: According to the RSM results, the highest activity of asparaginase was 131 U/mg, which was 11% more than the non-optimized condition. The optimized parameters composed of asparagine (1.75 %), glucose (2 %), and yeast extract (1.25 %). Furthermore, the total protein content and biomass of the optimized medium were 0.893 mg/ml and 0.345 g, respectively.
Discussion and conclusion: This isolated lactobacilli strain may be considered as a significant source for the production of the enzyme with the pharmacological value of asparaginase.

کلیدواژه‌ها [English]

  • L-Asparagine
  • Acrylamide
  • Pharmaceutical Enzyme
  • Acute Lymphoblastic Leukemia
  • Nitrogen metabolism