تعیین و مدل‏ سازی شرایط بهینه کاتالیتیکی آنزیم بتاگلوکاناز باسیلوس سابتیلیس B5d

مقدمه: اندو-بتا-1و4 گلوکاناز میکروبی از جمله آنزیم‌های کلیدی در تجزیه گلوکان است. در میان باکتری‌ها، گونه‏های مربوط به جنس باسیلوس یکی از منابع اصلی تولید کننده گلوکانازهای صنعتی هستند. هدف پژوهش حاضر، با توجه به تأثیر متقابل شاخص‏های محیطی بر خواص کاتالیتیکی آنزیم‏ها، بررسی توانایی تولید آنزیم بتاگلوکوناز توسط سویه بومی باسیلوس سابتیلیس  B5d ‏جدا شده از فیلوسفر باغات سیب و ‏تعیین شرایط بهینه کاتالیتیکی آن است‏. ‏‏ مواد و روش‏‏ ها: در بررسی حاضر، پتانسیل تولید آنزیم بتاگلوکاناز از جدایه باسیلوس B5d به روش کیفی تایید شد. جدایه یاد شده‏ با روش‏های بیوشیمیایی و مولکولی شناسایی شد‏. تعیین شرایط بهینه فعالیت آنزیم بتاگلوکوناز تولیدی توسط باسیلوس سابتیلیس B5d به روش سطح پاسخ و با استفاده از طرح مرکب مرکزی انجام شد. متغیرهای مورد بررسی شامل دما ‏(‏20 تا80 درجه سانتی‏گراد‏‏) ‏٬ اسیدیته ‏(‏5/3 تا 8) و غلظت سوبسترا ‏(‏1/0 تا 1 درصد) بودند. ‏‏ نتایج: مطالعات بیوشیمیایی و مولکولی مبتنی بر ژن 16 S rDNA نشان داد که جدایه یاد شده‏ به گونه باسیلوس سابتیلیس متعلق است. بر اساس نتایج به دست آمده از طرح مرکب مرکزی، مدل درجه دوم مناسب‏ترین ‏مدل برای پیش‏بینی ‏فعالیت آنزیم بتاگلوکاناز در دامنه دمایی، اسیدیته ‏و غلظت سوبسترای مورد بررسی تعیین شد. همچنین،‏ نتایج بهینه‌سازی فعالیت آنزیم نشان داد که بتاگلوکوناز تولید شده توسط سویه B5d اپتیمم فعالیت کاتالیتیکی را در دامنه ‏اسیدیته ‏5/5 تا 7و دمای 50 تا ‏65 درجه سانتی‏گراد‏‏ و غلظت بالای سوبسترا داراست. اگرچه در دماهای 80 و 20 درجه سانتی‏گراد‏ و همچنین،‏ غلظت‌های کم سوبسترا فعالیت آنزیم کاهش می‏یابد. نتایج ‏تعیین صحت مدل‌ حاصل از بهینه‏سازی به روش سطح پاسخ مطابقت خوبی را بین اعداد پیش‏بینی ‏شده توسط مدل و داده‏های واقعی نشان داد. ‏ بحث و نتیجه‏ گیری: با توجه به ویژگی‏های بهینه کاتالیتیکی، آنزیم بتاگلوکاناز تولید شده توسط باسیلوس سابتیلیس B5d قابلیت کاربرد در صنایع خوراک دام و طیور را داراست‏. ‏‏