تعیین ویژگی های مخمرهای محلی مولد زایلاناز، بهینه سازی تولید، بررسی ژن مولد از سویه برتر

چکیده آنزیم های تجزیه کننده زایلان توسط انواعی از باکتریهای هوازی و بی هوازی و قارچ ها تولید می شود که جهت تجزیه بافت های گیاهی و آزاد سازی زایلوز به عنوان منبع اصلی کربن در متابولیسم سلولی و یا برای عفونت زایی در سلول های گیاهی از طریق تجزیه همی سلولز به این آنزیم ها نیاز دارند. آنزیم های تجزیه کننده زایلان به علت کاربرد گسترده شان در فرایندهای صنعتی مانند بهبود قابلیت هضم غذای دام و طیور، سفید سازی کاغذ، صنایع نساجی، تولید زایلو الیگوساکاریدها، بهبود بافت در صنایع نانوایی، شفاف سازی آبمیوه ها، حذف پوست دانه گیاهان، تبدیل پساب های لیگنوسلولز به فراورده های واجد ارزش اقتصادی مانند اتانول، پروتئین تک سلولی، عصاره های قندی و سوخت های زیستی توجه فراوانی را به خود جلب نموده است. در این میان مخمرها به دلیل سهولت تولید صنعتی و نیز سمیت کمتر، ارزش بیشتری برای کاربرد در صنایع غذایی دارند. در این پژوهش، در مجموع 110 جدایه مخمری از 20 نمونه از منابع گوناگون شامل پساب کارخانجات کاغذ سازی، خاک، گل ها، سبزیجات و پوست درختان جداسازی شد و نیم رخ آنزیمی این جدایه ها تعیین شد و علاوه بر جدایه های مولد زایلاناز، سویه های مخمری واجد بالاترین فعالیت آنزیمی در هر گروه شناسایی شد. شناسایی جدایه واجد بالاترین فعالیت نوکلئازی به معرفی تاکسون جدیدی با نام basidioascus persicus منجر شد. فعالیت زایلانازی خارج سلولی بر اساس تشکیل هاله شفاف بر روی پلیت زایلان آگار تعیین شد. جدایه مولد بیشترین میزان آنزیم زایلاناز برای بهینه سازی فرایند تولید با استفاده از روش های کلاسیک (یک عامل در هر زمان) و آماری (پلاکت- بورمن و سطح پاسخ) انتخاب شد. در این پژوهش 11 جدایه واجد فعالیت زایلانازی جداسازی شدند. جدایه واجد بالاترین فعالیت زایلانازی تحت عنوان aureobasidium pullulans سویه sn090 شناسایی شد. این جدایه علاوه بر فعالیت بتا 1و 4 زایلانازی قادر به تولید بتا زایلوزیداز (iu/ml 179/0) و آلفا آرابینوفورانوزیداز (iu/ml 063/0) نیز می باشد. بر اساس روش کلاسیک بهینه سازی، گرماگذاری به مدت 48 ساعت در دمای c? 27، اینوکولوم 2%، ph آغازین 4 و سرعت همزنی rpm 90 شرایط بهینه برای دستیابی به حداکثر تولید آنزیم تعیین شد. پسماندهای کشاورزی واجد زایلان به عنوان منبع کربن جایگزین ارزان قیمت برای تولید زایلاناز مورد بررسی قرار گرفتند. بازده تولید آنزیم زایلاناز در محیط کشت واجد سبوس گندم به عنوان تنها منبع کربن بسیار به میزان تولید در محیط واجد زایلان خالص شباهت داشت. در طراحی آزمایش به روش پلاکت- بورمن برای غربالگری عوامل موثر و روش طراحی ccd برای بهینه سازی تولید آنزیم بکار رفت. سرعت هوادهی، غلظت منبع کربن (w/v) و ph آغازین به عنوان عوامل موثر توسط روش پلاکت بورمن انتخاب شد. در مقایسه با محیط بهینه سازی نشده، فعالیت زایلانازی iu/ml 52/5 در محیط بهینه سازی شده به روش ccd بدست آمد و در نتیجه افزایش 09/2 برابر پس از بهینه سازی محیط کشت حاصل شد. در مرحله بعد، خالص سازی آنزیم به روش الکتروفورز sds-page به جداسازی باند پروتئینی واجد فعالیت زایلانازی با وزن مولکولی 26 کیلودالتون منجر شد از این رو بنظر می رسد تعیین توالی نواحی n ترمینال و c ترمینال پروتئین بتواند به طراحی پرایمرهای مناسب برای جداسازی ژ ن مولد آنزیم زایلاناز منجر شود.