در تحقیق حاضر دو سویه جداسازی شده pseudomonas sp. sa01و pseudomonas sp. sa07 که پیش تر مورد شناسایی اولیه قرار گرفته بودند، با استفاده از تست های شناسایی ویژگی های بیوشیمیایی و آنالیز توالی ژنی حفاظت شده 16srdna به طور تکمیلی شناسایی و مطالعه شدند. هدف اصلی این تحقیق، تعیین ویژگی های ژنتیکی و بیوشیمیایی آنزیم کتکول ?و?- دی اکسیژناز این باکتری تجزیه کننده فنل بود. از آن جایی که ویژگی عملکردی مسیر تجزیه آروماتیک ها به صورت اپران و مجموعه ای از آنزیم هاست، مطالعه آنزیم کتکول ?و?- دی اکسیژناز ناگزیر از شناسایی اجمالی آنزیم فرادست آن (فنل هیدروکسیلاز) نیز بود . آنزیم کتکول ?و?- دی اکسیژناز مورد مطالعه همانند موارد مشابه گزارش شده امکان تاثیر گذاری بر انواع آروماتیک تک حلقه ای شبیه فنل را دارد که این امر حاکی از انعطاف پذیری کاتالیتیکی بالای آن است که جذابیت مطالعه این آنزیم را دو چندان می کند. سرعت مصرف فنل و افزایش بیان آنزیم کتکول 2و3-دی اکسیژناز هر دو سویه تقریباَ همزمان است.آنزیم فنل هیدروکسیلاز به عنوان آنزیمی که قبل از کتکول 2و3-دی اکسیژناز عمل می کند فنل را با سرعت خیلی زیادی به کتکول که سوبسترای کتکول 2و3-دی اکسیژناز است می شکند و شاید به همین دلیل است که افزایش بیان آنزیم کتکول 2و3-دی اکسیژناز و مصرف فنل تقریباٌَ همزمان هستند. همان طور که پیش از این نیز بحث شد، حضور ژن کتکول 2و3-دی اکسیژناز بر روی ترانسپوزون و همچنین نرخ بالای انتقال ماده ژنتیکی توسط کانژوگاسیون باعث شده در موارد بسیاری این آنزیم از p.putida به باکتری های دیگر از جمله p. aeruginosa و p. stutzeri منتقل شود. آنالیز فیلوژنتیکی آنزیم دو سویه pseudomonas sp. sa01 و pseudomonas sp. sa07 نیز با این الگو همخوانی دارد و به نظر می رسد که اجداد این دو سویه توالی ژن کتکول 2و3-دی اکسیژناز خود را از p.putida دریافت کرده باشند. باتوجه به این که تعداد کپی پلاسمید های بزرگ در این باکتری ها بسیار پائین می باشد و انتخاب هر کلنی به صورت تصادفی با رشد روی فنل همراه می باشد، احتمال حضور این ژن روی کروموزوم تقویت می شود. آزمایشات انجام گرفته جهت بررسی توانایی تجزیه سایر آروماتیک ها در باکتری هایی که پلازمیدشان را از دست داده اند (cured) و مقایسه آن ها با باکتری های طبیعی نیز حاکی از آن بود که در اثر این فرایند (plasmid loss) توانایی تجزیه آروماتیک ها تغییر چندانی نکرد. این دو سویه بومی احتمالا ً طی تکامل افقی، یک اپران حاوی انواع ژن های کد کننده آنزیم های تجزیه کننده مواد آروماتیک را از یک pseudomonas putida به ارث برده است و آن را در ژنوم خودشان درج کرده اند. علی رغم منطقی بودن ادعای فوق، دسته ای دیگر از اطلاعات این احتمال را به ذهن متبادر می کند که شاید واقعا ً ژن های کد کننده آنزیم های تجزیه آروماتیک های چند حلقه ای روی پلازمید بوده اند و ژن های کروموزومی که هنوز ( پس از فرایند plasmid cure) پا بر جا هستند در قبال این آروماتیک ها نقش جبرانی ایفا می کنند.

چکیده : شهر رامسر به عنوان یکی از مهمترین مناطق با پرتوزائی طبیعی بالا در سطح جهان شناخته شده است. منشا پرتوزائی در این مناطق وجود بیش از 50 چشمه آبگرم حاوی غلظت بالای رادیوم-226 است که سبب پرتوگیری داخلی و خارجی ساکنین منطقه می شود. هدف این تحقیق جداسازی و شناسائی باکتری های بومی جاذب رادیوم از نمونه های خاک و چشمه های آبگرم این منطقه است. باکتری ها از طریق بیوشیمیائی و مولکولی با تعیین توالی ژن 16s rrna و نواحی بسیار متغیر v3,v6، در حد گونه شناسائی و درgenbank ثبت شدند. از میان 15 باکتری جداسازی شده، کوکوباسیل های گرم منفی با پیگمان قرمز متعلق به گونهserratia marcescens (zf03) با بالاترین قدرت جذب رادیوم)80-75% جذب معادل kbq g-138 (شناسائی شد. این میزان جذب رادیوم بالاترین میزان جذب زیستی گزارش شده تاکنون است. لذا بهینه سازی جذب با بررسی اثر فاکتورهای مختلف فیزیکوشیمیائی صورت گرفت. ایزوترم واکنش جذب زیستی رادیوم توسط این باکتری، از هر دو مدل لانگ موئیر و فروندلیچ و کینتیک آن از مدل pseudo-second-order تبعیت می کند. نتایج طیف سنجی مادون قرمز(ftir) نشان داد که گروه های هیدروکسیل، کربکسیل و کربنیل ساکاریدها و گروه های آمینوپپتیدی بیشترین گروه های فعال در جذب رادیوم هستند و تشکیل کمپلکس بین رادیوم و گروه های عامل در پروتئین ها، پلی ساکاریدها و لیپیدهای بیومس سلولی صورت می گیرد. مطالعات میکروسکوپ الکترونی sem تغییرات سطحی و مورفولوژیک باکتری در مجاورت رادیوم و عکسبرداری tem حضور نواحی متراکم الکترونی در قسمت میانی دیواره سلولی که بیانگر جذب سطحی رادیوم است، را نشان داد. مقایسه پروفایل پروتئینی باکتری zf03 قبل و پس از استرس رادیوم (1000 و 6000 بکرل) با روش ژل الکتروفورز دو بعدی انجام شد. پس از تصویر برداری ژل ها توسط نرم افزار meloni 6 مورد آنالیز قرارگرفتند و پروتئین های افزایش بیان یافته یا جدید بوسیله طیف سنجی جرمی (tandem ms) و جستجو در پایگاه اینترنتی ncbi شناسائی شدند. در مجاورت با 1000 بکرل رادیوم، 14 پروتئین افزایش بیان داشته و 3 پروتئین جدید ظاهر شدند. از این تعداد در مجموع 14 پروتئین واجد فعالیت های کلیدی در ماشین سنتز پروتئین، پاسخ به استرس، ترمیم dna،فعالیت آنتی اکسیدانی و چاپرونی ، گلیکولیز و گلوکونئوژنز و متابولیسم انرژی، بیوسنتز نوکلئوتیدها، نسخه برداری، ترجمه و انتقال سیگنال و حفاظت از غشاء، شناسایی شدند. هنگامی که باکتری ها در مجاورت دز بالای 6000 بکرل رادیوم قرار گرفتند، 19 پروتئین افزایش بیان و یک پروتئین کاهش بیان و 4 پروتئین جدید ظاهر شدند. از این تعداد 16 لکه شناسائی شدند. به نظر می رسد که استراتژی باکتری در مقابله با استرس دز بالای رادیوم، علاوه بر افزایش بیان پروتئین های پاسخ به استرس، چاپرون و پروتئین های کلیدی در مسیرهای متابولیک مختلف، کاهش انتشار غیرفعال به درون سلول، افزایش بیان و ظهور پروتئین های جدید برای تأمین انرژی کارآمد و کافی و برای حفاظت و ثبات ساختار غشاء و انتقال مولکول ها و سیگنال های حیاتی سلول است. در کل نتایج این تحقیق 1)سویه zf03 را به عنوان جاذبی جدید با بالاترین قابلیت جذب رادیوم و پتانسیل بالا در طراحی بیوراکتور برای پاکسازی رادیوم در مناطق با پرتوزائی طبیعی بالا و در پساب حاصل از صنعت استخراج اورانیوم معرفی می کند، 2) این تحقیق اولین مطالعه و بررسی چگونگی سازگاری و پاسخ باکتری به استرس رادیوم توسط پروتئومیکس است، 3) همچنین اولین گزارش موجود در بررسی گروه های عامل در جذب زیستی رادیوم توسط باکتری جاذب است.

باکتری exiguobacterium sp.sh3 یک باکتری سایکرو تروف است که بهینه دمای رشد ان دمای c°?? است.با غربالگری در محیط نشاسته و پلولان نشان داده شد که باکتری قادر به تولید آنزیم های آمیلولایتیک از جمله الفا آمیلاز و پلولاناز می باشد.این اولین گزارش جداسازی یک سویه بومی exiguobacterium در ایران است، که به خاطر خصوصیات ویژه آنزیمی مورد توجه قرار گرفت.و همچنین بر اساس دانش ما تا کنون گزارشی در مورد جداسازی آمیلاز ار باکتری های این جنس منتشر نشده است. آنزیم پلولاناز یک آنزیم آمیلولایتیک است که در فامیل ?? خانواده آمیلاز طبقه بندی شده است.این آنزیم دارای انواع مختلفی شامل پلولاناز تیپ i,ii و پلولان هیدرولازهای تیپ i,ii,iii می باشد.مطالعه محصول هیدرولیز آنزیم نشان داد که آنزیم پلولاناز تولید شده توسط سویه سایکرتروف exiguobacterium sp.sh3 یک نوع پلولاناز تیپ i است که پلولان را هیدرولیز کرده و مالتوتریوز تولید می کندو باکتری مذکور در حضور نشاسته به مقدار بیشتری آنزیم تولید می کند که کاربرد آن را به صنایع فرآوری نشاسته گسترش می دهد. آنزیم مطالعه شده در دمای اتاق بیشترین فعالیت را دارد که کاربری آنزیم را در صنایع غذایی، دارویی وشوینده ها افزایش می دهد.همچنین از آنجا که اکثر پلولاناز های مطالعه شده در شرایط اسیدی فعال تر هستند ولی آنزیم ما در شرایط قلیایی بیشتر تولید شده و نسبت به این شرایط مقاوم تر است، برای استفاده در شوینده ها مناسب تر می باشد. یونهای فلزی روی و کبالت و عوامل احیا کننده فعالیت آنزیمی پلولاناز این باکتری را افزایش می دهند ، که با افزودن آنها به محیط واکنش راندمان عمل بالاتر خواهد شد.همچنین آنزیم در دمای c°?? پایداری دمایی بهتری نسبت به دماهای بالاتر دارد.

در این مطالعه جذب زیستی یونهای کادمیوم از محلولهای آبی توسط ochrobactrum anthropi در شرایط آزمایشگاهی بررسی گردید. تاثیر پارامترهای آزمایشگاهی مختلف نظیر ph اولیه، زمان تماس، دما، غلظت اولیه یونهای کادمیوم در جذب کادمیوم، مورد بررسی قرار گرفت. مدلهای ایزوترم لانگمویر و فروندلیچ برای آنالیز داده های تعادلی در غلظت های مختلف اولیه کادمیوم استفاده گردید. داده های آزمایشگاهی همچنین از نظر کینتیک جذب زیستی توسط مدل های کینتیکی درجه یک کاذب و درجه دو کاذب سنجیده شد. نتایج نشان می دهد که جذب کادمیوم از مدل لانگمویر تبعیت می کند. کینتیک فرایند جذب از مدل درجه دو کاذب پیروی می کند. بیشترین مقدار بازجذب در ph برابر 2 به دست آمد که بیانگر انجام بهتر فرایند بازجذب در شرایط اسیدی می باشد و قابلیت استفاده مجدد بیومس تحت چرخه جذب - بازجذب 3 مرتبه تکرار شد. شناسایی برهمکنشهای بین جاذب و یونهای فلزی و گروههای عاملی دخیل در فرایند جذب زیستی توسط طیف سنجی مادون قرمز و تفرق اشعه ایکس بررسی شد همچنین تاثیر فلز سنگین بر مورفولوژی باکتری در شرایط زنده و بیومس غیرفعال مورد مطالعه قرار گرفت که موید ارجحیت استفاده از بیومس باکتریایی بر باکتری زنده می باشد. نتایج نشان داد که ochrobactrum anthropi sp ، یک جاذب مناسب کادمیوم می باشد که می تواند کاربرد مهمی در جذب کادمیوم از فاضلاب داشته باشد.

کیتین، هموپلیمری خطی با اتصالات ?-1و4 n- استیل گلوکز آمین می باشد و دومین پلی ساکارید فراوان طبیعت بعد از سلولز به شمار می رود. کیتین در دیواره سلولی اکثر قارچ ها، حشرات و ... وجود دارد و تجزیه آن به مونومر های ساده تر از لحاظ زیست محیطی بسیار حائز اهمیت است. کیتیناز ها، گلیکوزیل هیدرولازهایی هستند که در طیف وسیعی از موجودات تولید می شوند و تجزیه کیتین را به منابع آلی در دسترس نظیر منابع نیتروژنی و کربنی کاتالیز می کنند. باکتری ها به دلیل ترشح آنزیم های کیتینازیبا تجزیه منابع کیتینی که عمدتاً دیواره سلولی قارچ ها و حشرات می باشند، نقش مهمی را در کنترل بیولوژیک آفات دارا هستند. به منظور یافتن باکتری با تولید بالای آنزیم کیتیناز، غربالگری در میان باکتری های بومی شمال کشور صورت گرفت و پس از شناسایی باکتری مطلوب با نام، bacillus licheniformis rba08 در داده پایگاه ncbiبه ثبت رسید. شرایط محیطی برای رشد باکتری و تولید آنزیم بهینه شد و محیط کشت m9 اختصاصی، با 5/5=ph و دور شیکر 200 دور در دقیقه و دمای 37 درجه سانتی گراد انتخاب شدند. علاوه بر این مشخص شدبیشترین میزان آنزیم 72 ساعتپس از تلقیح باکتری به محیط کشت تولید می شود و دمای بهینه برای فعالیت آنزیم نیز 50 درجه سانتی گراد تعیین گردید. بهترین منابع کربنی برای تولید آنزیم، کیتین به همراه ساکارز تشخیص داده شد و بهترین منبع نیتروژنی و فسفاتی نیز به ترتیب پپتون و nah2po4شناخته شدند. در ادامه، خالص سازی آنزیم کیتیناز به وسیله کروماتوگرافی تعویض یونی با استفاده از ستون qsepharose صورت گرفت و وزن مولکولی آنزیم حدود 70 کیلو دالتون تخمین زده شد. در میان یون های فلزی و ترکیبات شیمیایی، co2+ و idoacetamid بیشترین اثر فعال کنندگی و cu2+و sds بیشترین اثر بازدارندگی را بر روی آنزیم بر عهده داشتند. در ادامه برای بررسی خاصیت ضد قارچی باکتری از روش هم کشتی استفاده شد و باکتری توانست بر روی رشد قارچ های sclerotinia sp،rhizoctonia sp،alternaria brassicola، terichoderma spو alternaria alternataبه طور میانگین تا حدود 75 درصد اثر بازدارندگی داشته باشد.

متحمل سازی گیاهان زراعی نسبت به علف کش گلیفوسیت از طریق دست ورزی های ژنتیکی یکی از کاراترین روش های موجود در کنترل علف های هرز مزارع محسوب می شود. گلیفوسیت با مهار آنزیم epsps (5-انول پیرویل شیکیمات-3-فسفات سنتاز) در مسیر شیکیمات مانع سنتز اسید های آمینه حلقوی و در نتیجه مرگ گیاه می شود. برای توسعه گیاه با سطح تحمل قابل قبول در مقیاس تجاری، علاوه بر دست ورزی آنزیم epsps، به کار گیری ژن-های مربوط به آنزیم های تجزیه کننده گلیفوسیت نظیر gox (گلیفوسیت اکسیدورداکتاز) نیز ضروری می باشد. این آنزیم علف کش را به ترکیب آمینومتیل فسفونیک اسید (ampa) و گلی اکسالات که اثر کشندگی کمتری برای گیاه دارند تبدیل می کند. این ژن برای اولین بار از باکتری خاک زیochrobactrum antrophi سویه lbaa جدا شده است. در تحقیق حاضر، از خاک های باغات مناطق مختلف ایران با سابقه استفاده از علف کش گلیفوسیت نمونه برداری شده است و با روش های غنی سازی، باکتری هایی که قادر به رشد در محیط حاوی 3 میلی مولار گلیفوسیت به عنوان تنها منبع فسفات بودند، غربال شدند. مسیر تجزیه در باکتری مربوط به جنسochrobactrum با روش hplc مورد بررسی قرار گرفت و ترکیبampa به عنوان ماده حدواسط شناسایی شد. این باکتری می تواند کاندید مناسبی برای تجزیه زیستی گلیفوسیت نیز باشد. لذا، براساس توالی ژن gox ثبت شده در پایگاه اطلاعاتی ncbi، آغازگرهای اختصاصی طراحی گردید و تلاش شد تا با انجام واکنش زنجیره ای پلیمراز این ژن از باکتری های مذکور جداسازی گردد. با توجه به اینکه محصول تکثیر یافته پس از هم ردیفی با توالی ژن gox همسانی نداشت، لذا، ژن آن به طور مصنوعی ساخته شد. در این راستا، با کمک نرم افزارهای مختلف رایانه ای برای افزایش کارایی بیان ژن در گیاه، رمزهای ژن gox متناسب با گیاه brassica napus l. بهینه سازی گردید. همچنین درصد gc آن کاهش داده شد، عناصر تنظیمی منفی کاهش و توالی های مفید شامل کوزاک برای افزایش دقت ترجمه در آن تعبیه شد. ژن مصنوعی در ناقل بیانی گیاه (pbi121) همسانه سازی شد و برای تراریختی گیاهان کلزا در جهت ارزیابی اثر آن در مقاومت به گلیفوسیت به کار گرفته شد. پس از باززایی گیاهچه های تراریخت شده، نمونه ها در آزمایشگاه با روش کمی رقابتی زنجیره ای پلیمراز(qc-pcr) مورد بررسی قرار گرفتند و تعداد نسخه تراژن در 9 لاین مختلف تراریخت سنجیده شد. مقایسه نتایج بدست آمده با روش دورگه سازی سادرن در حدود 89 درصد شباهت را نشان داد و داده ها تنها برای یک لاین متفاوت بود. همچنین با روش کمی رقابتی rt-pcr، میزان بیان mrna در نه لاین مذکور اندازه گیری شد. نتایج بدست آمده نشان داد که لاین های 4، 7، 9 و 12بیشترین بیان را نشان دادند. در عین حال، بررسی فنوتیپی گیاهان t1 با پاشش گلیفوسیت بر روی گیاهان تراریخت و گیاه تیپ وحشی به عنوان شاهد، انجام شد. نتایج حاصل نشان دادند که گیاهان تراریخت، علف کش گلیفوسیت را تا سطح 5/1 میلی مولار تحمل می-نمایند. گرچه این میزان در حد محصولات تراریخت تجاری شده نیست، ولی بکارگیری این ژن در کنار ژن epsps مقاوم (با جهش های دوگانه) امکان ایجاد مقاومت در حد بالاتری را برای اهداف تجاری سازی کلزای تراریخت فراهم خواهد کرد.

در سال 2008 محققین تونسی اثر signal peptides مختلف را در بیان و ترشح آنزیم پلولاناز کلون شده ازgeobacillus thermoleovarnse در e.coli ارزیابی کردند و موفق به ترشح آنزیم کلون شده توسط سیگنال پپتید آلفا آمیلاز باکتری bacillus stearothermophilus شدند (4) t.kuriki و همکارانش در سال 1990 موفق به کلون کردن و تعیین توالی آنزیم پلولاناز باکتری bacillus stearothermophilus شدند که آنزیم ترموفیل تولید شده دردمای 75 درجه سانتیگراد حداکثر فعالیت را دارا است(6). مقاوم ترین آنزیم نسبت به حرارت که تا سال 2006 شناخته شده متعلق به باکتری باسیلوس an-7است که بهینه فعالیت آن در دما 90درجه سانتیگراد بوده و در80 درجه سانتیگراد نیمه عمری معادل بیش ازیک روز دارد.( 1) آنزیم مورد بررسی محققین آلمانی یک آنزیم دو زیر واحدی است که در دمای 80 درجه سانتیگراد حداکثر فعالیت را دارد. این آنزیم تیپ ii از نظر سوبسترا نسبت به سایر آنزیم های آرکیال وسیع الطیف تر بوده و به سیکلودکسترین نیز اثر می کند.( 6) بیشترین تحقیقات در مورد آنزیم پلولاناز در باکتری k. aerogenes صورت گرفته اما t. brockii پلولانازی تولید می کند که به حرارت مقاوم بوده وph ایده آل آن 5 است.(16) آنزیم پلولاناز klebsiella aerogenes کلون شده در e.coli به صورت درون سلولی ساخته می شود اما ساب کلون کردن آن به درون k.aerogenes بیان خارج سلولی را، 20 تا 40 برابر افزایش می دهد.(24) از باکتری باسیلوس گونه xal601 ژنی به نام aapt جدا شده که محصول آن یعنی آنزیم aapt ، هر دو عمل آمیلازی و پلولانازی را نشان می دهد.(13). از باکتری باسیلوس گونه ksm1378 نیز آمیلوپلولانازی جدا شده که هر دو فعالیت آمیلازی و پلولانازی را دارد اما بر خلاف آنزیم مشابه در c.thermohydrosulfuricum جایگاه فعال هر دو عمل یکسان نیست. از طریق داده های کینتیکی مشخص شده که دو جایگاه مختلف این اعمال را به عهده دارند و می توان به وسیله پاپائین دو آنزیم را از یکدیگر جدا کرد.(8) آنزیم aapt کلون شده در e.coli زمانی که در باسیلوس ساب کلون شود، دو فرم کوتاه شده ایجاد می کند که مقاومت آنها به شرایط قلیایی با آنزیم اصلی متفاوت است و طیف ph از قلیایی به خنثی سوق پیدا می کند. چون این کوتاه شدن از انتهای کربوکسیل صورت گرفته، پس این ناحیه در مقاومت به شرایط قلیایی موثر است. (13) به منظور صنعتی کردن تولید آنزیم ما نیازمند بهبود عملکردسیستم ها و بدست اوردن بیشترین بازده بدون افزایش قیمت تمام شده تولید آنزیم در کوتاه ترین زمان ممکن باشیم. افزایش و تولید آنزیم های میکروارگانیسم ها به شدت تحت تاثیر ترکیبات محیط کشت می باشدو به این منظوربهینه کردن ترکیبات ترکیبات محیط کشت رشد باکتری و پارامترهای موثر بروی کشت جز مهمی از فرآیند بیولوژیست. به منظور بهینه کردن نیازمند بررسی برهمکنش های در بین عوامل موثر در فرآیند هستیم.محدودیت هایی که در بهینه کردن تک تک فاکتورها بدون بررسی برهمکنش های بین این عوامل رامی توان به کمک استفاده از تکنیک (rsm)response surface methodology که به بررسی و توضیح و ترکیب فاکتورهای تاثیرگذار در قرآیندهای تولید آنزیم می پردازد.rsm منجر به خلاصه شدن استراتژی های بررسی آزمایشات می شود.متد های آماری به صورت گسترده برای بهینه کردن تولید آنزیم های خانواده آمیلارها می شود. در مرحله اول بهینه کردن از طراحی placket-burman به منظور مشخص کردن عوالم موثر بر روی تولید آنزیم بررسی می شود و در مرحله بعد فاکتورهای موثر موسط روش central composite design بهینه می شود.

سورفکتانت های زیستی مواد فعال در سطحی هستند که توسط میکروارگانیسم ها تولید شده و کشش سطحی و بین سطحی را کاهش می دهند. در سال های اخیر، افزایش آگاهی های زیست محیطی، توجه زیادی را به سمت استفاده از سورفکتانت های زیستی در مقایسه با همتایان شیمیایی آن ها جلب کرده است که به دلیل ویژگی های منحصر به فرد این ترکیبات می باشد. جداسازی گونه های جدید با توانمندی بالای تولید سورفکتانت زیستی همیشه برای پژوهشگران حائز اهمیت بوده است. این پژوهش به جداسازی و تعیین ویژگی های جدایه ای گرمادوست جدید و بومی با توانمندی بالای تولید سورفکتانت زیستی از پسماندهای شهری وکشاورزی و بررسی ویژگی های فیزیکوشیمیایی آن پرداخته است. از میان بیش از 120 کلنی جدا شده از منابع مختلف، یک جدایه که دارای میزان تولید سورفکتانت زیستی بیش از 12 گرم بر لیتر بود، انتخاب گردید و با روش های ریخت شناسی، بیوشیمیایی و مولکولی براساس ژن s rrna 16شناسایی گردید. بررسی اثرمنبع کربن و منبع ازت بر تولید سورفکتانت زیستی از جدایه منتخب، نشان داد که از میان آنها به ترتیب روغن آفتاب گردان و عصاره مخمر موثرترین منبع کربن و ازت بودند. بررسی ویژگیهای پادمیکروبی سورفکتانت زیستی خالص شده نشان داد که از میان باکتری های بیماری زای مطالعه شده در این تحقیق، سویه های سالمونلا تیفی موریوم و باسیلوس سرئوس حساسیت بیشتری نسبت به آن دارند . غلظت بحرانی میسل شدن سورفکتانت زیستی برابر با 37 میلی گرم در لیتر بود که در این نقطه، کشش سطحی برابر با 5/39 میلی نیوتن بر متر به دست آمد. شناسایی اولیه سورفکتانت زیستی توسط ft-ir انجام شد.

در سال های اخیر، پیشرفت سوخت های زیستی به عنوان منبع انرژی حمل و نقل در کشورهای صنعتی به دلیل محدودیت منابع نفتی و نگرانی ها پیرامون آلودگی محیط زیست و گرمای جهانی مورد توجه خاصی قرار گرفته است. بنابراین، یافتن منابع انرژی تمیز جدید، به یکی از مهم ترین چالش های جهانی تبدیل شده است. اخیراً، سیانوباکتر ی به عنوان یکی از کاندیدهای مناسب تولید سوخت زیستی مطرح شده است؛ لیپید سیانوباکتریایی می تواند یک پیش ماده ی محتمل جهت تولید بیودیزل باشد. در این مطالعه، پنج جدایه ی سیانوباکتری از نواحی بومی مختلف ایران جداسازی شدند و براساس میزان تولید لیپید مورد ارزیابی قرار گرفتند. جدایه ی synechococcus sp. hs01 با بیش ترین میزان بهره دهی زیست توده و لیپید به عنوان جدایه ی منتخب، برگزیده شد. به منظور غربال گری ترکیبات محیط کشت جهت ارزیابی کشت میکسوتروفی، جدایه ی منتخب در محیط کشت های مختلف کشت داده شد. کشت میکسوتروفی این جدایه با استفاده از منبع کربن روغن شترمرغ موجب تولید بیش ترین میزان بهره دهی لیپید گردید. آنالیز کروماتوگرافی گازی (gc) متیل استر اسیدهای چرب (fame) لیپیدهای استخراج شده از جدایه ی سیانوباکتریایی منتخب در محیط کشت شامل روغن شترمرغ نشان دهنده ی مقادیر بالای اسیدچرب ها c-16 (پالمیتیک اسید و پالمیتولئیک اسید) و c-18 (اولئیک اسید، لینولئیک اسید و لینولنیک اسید)، به ترتیب برابر با 42/7% و 42/8% بود. درنهایت، بهینه سازی محیط کشت با استفاده از مدل رویه پاسخ (rsm) در محیط کشت شامل g. l-1 1/12 سدیم نیترات، (v/v) 1% روغن شترمرغ و (w/v) 0/09 % سدیم کلرید موجب تولید بیش ترین میزان بهره دهی لیپید برابر با mg.l-1 56/5 (2/82 بربر نسبت به کنترل) گردید. با توجه به این که بهره دهی لیپید بالا و پروفایل مناسب اسیدچرب مهم ترین ابزارهای تولید انرژی زیستی از سیانوباکتری ها می باشند، ، نتایج حاصل از این مطالعه نشان می دهد، لیپید استخراج شده از سیانوباکتری synechococcus sp. hs01 می تواند به عنوان یک پیش ماده ی محتمل تولید بیودیزل مطرح گردد.

چکیده pseudomonas aeruginosa یکی از مهمترین باکتری های بیماری زای مرتبط با عفونت های بیوفیلمی است. بر اساس بسیاری از تحقیقات بیوفیلم ها به بسیاری از آنتی بیوتیک ها به دلیل ساختار نفوذناپذیرشان مقاوم اند بنابراین برای کاهش مقاومت باکتری ها به آنتی بیوتیک ها بیوفیلم باید حذف شود. در پژوهش حاضر، اثرات عصاره های آبی و بوتانولی دارای ساپونین گیاه cyclamen coum به تنهایی و در ترکیب با سیپروفلوکساسین علیه بیوفیلم های یک، سه و پنج روزه p. aeruginosa مطالعه شد و الگوی پروتئینی بیوفیلم سه روزه تحت تیمارهای مختلف مورد بررسی قرار گرفت. توانایی تشکیل بیوفیلم در دو جدایه استاندارد p. aeruginosa pao1 و p. aeruginosa 8821m و چهار جدایه بالینی توسط روش های پلیت میکروتیتر و pcr مورد بررسی قرار گرفت. عصاره گیری بخش توبرگیاه c. coum توسط سوکسله با اتانول و بوتانول انجام شد. فعالیت ضدمیکروبی و ضد بیوفیلمی عصاره های آبی و بوتانلی گیاه c. coum به تنهایی و در ترکیب با آنتی بیوتیک سیپروفلوکساسین بر سلول های پلانکتونیک، بیوفیلم های یک، سه و پنج روزه p. aeruginosa توسط روش های رقیق سازی و کریستال ویوله بررسی شد. اثرات سمیت سلولی عصاره های گیاه c. coum به تنهایی و به همراه سیپروفلوکساسین بر سلول هایht-29 توسط روش mtt بررسی شد. الگوی پروتئینی بیوفیلم های سه روزه تیمار شده و تیمارنشده p. aeruginosa pao1 توسط روش الکتروفورز دوبعدی مورد بررسی قرار گرفت و در نهایت پروتئین های با بیان متفاوت، با روش طیف سنجی جرمی تعیین شد. براساس نتیجه pcr، هر 6 جدایه p. aeruginosa ژن cupa را داشتند. میزان ساپونین عصاره بوتانلی g/mlµ 560 و میزان ساپونین عصاره آبی g/ mlµ 145 بود. عصاره بوتانلی بطور معنی داری سبب حذف بیوفیلم های یک و سه روزه p. aeruginosa شد اما عصاره آبی و سیپروفلوکساسین هریک به تنهایی سبب حذف بیوفیلم های یک روزه شدند (p<0.05). با توجه به نتایج بدست آمده، 5/0 ? ?fbec نشان دهنده سینرژیسم (هم افزایی) بین عصاره بوتانلی c. coum و سیپروفلوکساسین برای حذف بیوفیلم بالغ یک و سه روزه می باشد. اما،1 ? ?fbec ? 5/0 نشان دهنده سینرژیسم جزئی بین عصاره آبی c. coum و سیپروفلوکساسین برای حذف بیوفیلم بالغ یک روزه است. هیچ یک از عصاره ها به تنهایی و یا همراه با آنتی بیوتیک سیپروفلوکساسین برای سلول های ht-29 سمی نبودند. بر اساس نتایج بدست آمده از آنالیز maldi-tof، بیان پروتئین هایی که در سنتز آلژینات دخالت داشتند و همچنین سبب تحمل شرایط بی هوازی می شدند، در بیوفیلم های تیمار شده، کمتر و یا اصلا بیان نشد. همچنین الگوی پروتئینی بیوفیلم تیمار شده با ترکیب توام عصاره بوتانلی- سیپروفلوکساسین بسیار شبیه سلول های پلانکتونیک (آزادزی) بود. بر اساس نتایج پروتئومیکس، به نظر می رسد ترکیب توام عصاره بوتانلی حاوی ساپونین گیاه c. coum و سیپروفلوکساسین با مهار کوروم سنسینگ و فعال کردن عملکرد آنزیم algl سبب حذف بیوفیلم p. aeruginosa شد. استفاده از عصاره های گیاهی در ترکیب با مواد ضدمیکروبی مناسب می تواند سبب کاهش دوز موثر داروها، کاهش اثرات جانبی داروها، کمک به حفظ محیط زیست و جلوگیری از تشکیل جدایه های مقاوم شود.

شکمبه در دستگاه گوارش نشخوار کنندگان، یک محفظه تخمیری حجیم است که جمعیت بزرگی از میکروارگانیسم های همزیست که قابلیت هضم مواد لیگنوسلولزی گیاهی را برای حیوان میزبان فراهم می کنند در خود جای می دهد. شناسایی جمعیت میکروبی همزیست در شکمبه، فرصت هایی برای بهبود کارایی هضم مواد غذایی بوسیله حیوان میزبان، کاهش انتشار گاز متان و توسعه سیستم های تخمیری به منظور تبدیل مواد لیگنوسلولزی گیاهی به سوخت های زیستی را فراهم می کند. در این مطالعه، ابتدا از توالی یابی قطعه ای از ژن 16s rrna به منظور بررسی ساختار جامعه میکروبی همزیست در شکمبه شتر استفاده کردیم و سپس، از توالی یابی به روش shutgun برای شناسایی آنزیم های فعال بر روی کربوهیدرات ها که در هضم و تجزیه توده های زیستی لیگنوسلولزی نقش دارند استفاده شد. برای این منظور، سلول های میکروبی از مایعات و مواد جامد نمونه برداری شده از محتویات شکمبه سه شتر ماده که از مناطق جغرافیایی مختلفی انتخاب شده بودند، بازیافت شدند. با استفاده از 76333 توالی کنترل کیفیت شده و عاری از توالی های کایمریک و توالی های تکی، 4954 واحد عملکردی تاکسونومی (otu) در سطح شباهت توالی 97 درصد یا شباهت در سطح تاکسونومی گونه شناسایی شد. در سطح تاکسونومی شاخه، بیش از 96 درصد از کل توالی ها به otu هایی متعلق به شاخه های bacteroidetes (51 درصد)، firmicutes (31 درصد)، proteobacteria (8/4 درصد)، spirochaetes (5/3 درصد)، fibrobacteres (1/3 درصد)، verrucomicrobia (7/2 درصد) و tenericutes (95/0 درصد) نسبت داده شدند. حدود 15 درصد (746 otu) از کل otu ها که توالی های نماینده شاخه های اصلی را در بر می گرفتند، در هر سه حیوان نمونه برداری شده مشترک بودند و به عنوان اعضای میکروبیوم مشترک همزیست در شکمبه شتر در نظر گرفته شدند. آنالیز ترکیب میکروبیوم بین نمونه های گرفته شده از مایعات و نمونه های حاصل از مواد جامد شکمبه، فراوانی افتراقی اعضای جنس های fibrobacter، clostridium، ruminococcus و treponema را در نمونه های گرفته شده از مواد جامد شکمبه نشان داد. در حالی که اعضای جنس های prevotella، verrucomicrobia، cyanobacteria و succinivibrio در مایعات شکمبه تجمع نشان دادند. نتایج اسمبل 23 گیگا جفت باز dna متاژنومی بدست آمده از میکروب های متصل به ذرات مواد غذایی نمونه برداری شده از شکمبه شتر منتج به شناسایی 41965 ژن کدکننده گلیکوزید هیدرولاز (gh) و 7022 دمین متصل شونده به کربوهیدرات (cbm) شد، که فراوانی آن ها بسیار بیشتر تعداد گزارش شده در مطالعات متاژنومیکس شکمبه گاو است. علاوه بر این، orf های با طول کامل و ناقص حاوی دمین های کدکننده کوهسین (189 orf)، داکرین (1544 orf) و slh (838 orf) شناسایی شدند که با در کنار هم نگه داشتن آنزیم های گلیکوزید هیدرولاز و سایر آنزیم های فعال بر روی کربوهیدرات ها در شکل گیری کمپلکس های سلولزومی مشارکت می کنند و کارایی هضم مواد لیگنوسلولزی را افزایش می دهند. بیان پروتئین نوترکیب و سنجش فعالیت سه آنزیم گلیکوزید هیدرولاز از خانواده های gh5، gh8 و gh9 در e.coli نشان داد که بر علیه سوبستراهای سلولزی فعالیت دارند. به طور خلاصه، نتایج حاصل از توالی یابی ژن 16s rrna به وضوح نشان داد که میکروبیوم همزیست در شکمبه شتر از لحاظ ساختاری مشابه میکروبیوم همزیست در شکمبه حیوانات نشخوار کننده دیگر مانند گاو است اما از لحاظ ترکیب با هم اختلاف زیادی نشان می دهند. ویژگی منحصر به فرد میکروبیوم شکمبه شتر که آن را از میکروبیوم همزیست در شکمبه سایر نشخوار کنندگان متمایز می کند، فراوانی بیشتر باکتری های تجزیه کننده سلولز است. نتایج بدست آمده از توالی یابی متاژنوم نیز فراوانی بیشتر آنزیم های گلیکوزید هیدرولازی که بر روی هضم مواد لیگنوسلولزی فعالیت دارند را نشان می دهد.