بهینه سازی تولید و استخراج فیکوسیانین از توده زیستی مرطوب آنابنا دولیولوم
دوره 11، شماره 2، فروردین 1399، صفحه 209-215
آسیه بهرامی؛ سمانه ذوالقدری جهرمی؛ احترام دیلمی
چکیده چکیده: فیکوسیانین (PC) به گروهی از پروتئین های گیرنده نور با عنوان فایکوبیلی پروتئین ها تعلق دارد. تمامی فایکوبیلی پروتئین ها، پروتئین های چند زنجیره تشکیل شده از آپوپروتئین ها هستند که به طور کوالانسی به فایکوبیلین ها متصل اند .این پژوهش به صورت تجربی بر روی سویه بومی آنابنا دولیولوم (Anabaena doliolum) جدا شده از خاک ها و آب های جنوب ایران، منطقه مسجد سلیمان انجام شد. سیانوباکتر های مورد پژوهش در محیط کشت BG11 رشد و نگهداری شدند. سپس میزان فیکوسیانین تولید شده تحت تیمار با نورهای متفاوت و میزان فیکوسیانین استخراج یافته با استفاده از نسبت های مختلف چند بافر و در دو دمای متفاوت مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج این تحقیق نشان دادکه بیشترین میزان رشد زمانی است که تیمار نمونه با نور سبز به مدت سه الی پنج روز صورت می گیرد. بهترین میزان استخراج مربوط به آب دوبار تقطیر و در دمای یخچال و با نسبت سه به یک بیومس به حلال با غلظت 03/0± 15 میکروگرم بر میلی لیتر می باشد. هم چنین در دمای محیط بافر فسفات حلال مناسبتری برای استخراج فیکوسیانین و با نسبت یک به دو با مقدار05/0 ± 8 میکروگرم بر میلی لیتر می باشد. به طور کلی می توان گفت میزان رشد، میزان تولید رنگدانه و هم چنین شرایط بهینه استخراج برای هر گونه نسبت به سایر گونه ها کاملا متفاوت است و استخراج بهینه فیکوسیانین در یک گونه نیز وابسته به عوامل مختلف از جمله زمان، دما، حلال انتخابی و نسبت بیومس به حلال است.
حذف نیترات و فسفات از پساب لبنی سنتزی توسط ریزجلبک کلرلا سالینا
دوره 10، شماره 2، فروردین 1398، صفحه 183-186
سید ابوالقاسم تیموری؛ عدنان حبیبی؛ فرشید پژوم شریعتی؛ قربانعلی نعمت زاده؛ حسین دلاوری امرئی
چکیده پساب خروجی از صنایع لبنی مقادیر بالایی از مواد مغذی همچون نیترات و فسفات دارند. در این کار حذف نیترات و فسفات از پساب لبنی سنتزی توسط ریزجلبک کلرلا سالینا در حضور بار آلی مورد بررسی قرار گرفته است. به این منظور، ۲میلیلیتر از ریزجلبک کلرلا سالینا در شرایط آزمایشگاهی به ۴۰۰میلیلیتر پساب سنتزی لبنی اضافه شد. طی دوره رشد غلظت نیترات و فسفات موجود در پساب سنتزی برای روزهای ۱، ۳، ۵ و ۷ با روش استاندارد (APHA) اندازهگیری شد. براساس نتایج حاصل حذف نیترات و فسفات توسط کلرلا سالینا بهترتیب برابر ۱۰۰٪ و ۹۵٪ بوده است. همچنین بیشترین میزان زیستتوده تولیدی در طول هفت روز برابر با ۰/۷گرم بر لیتر به دست آمده است. از این تحقیق میتوان نتیجه گرفت که این ریزجلبک توانایی بالایی برای کاهش نیترات و فسفات از پساب سنتزی لبنی را دارد و میتوان در پالایش فاضلاب خروجی از تصفیهخانههای لبنی قبل از ورود به محیط زیست مورد استفاده قرار گیرد.
ریزجلبک کلامیدوموناس رینهارتی: کارخانهای سبز برای تولید پروتئینهای نو ترکیب
دوره 10، شماره 2، فروردین 1398، صفحه 211-221
شبنم شمعریز؛ حمیده افقی
چکیده با توجه به کاربرد گسترده پروتئینها در زمینههای مختلف علمی و صنعتی و عدم امکان استخراج بهینه و مقرونبهصرفه آنها از منابع طبیعی، بهترین راه چاره برای دستیابی به منبعی نامحدود از این مولکولهای پیچیده زیستی استفاده از تکنولوژی پروتئین نوترکیب است. طی دهههای گذشته پیشرفتهای حاصل در زمینه مهندسی ژنتیک و دستورزی موجودات مختلف منجر به توسعه شمار زیادی از سیستمهای بیانی برای تولید انواع مختلف پروتئینها بهصورت محلول و فعال زیستی شده است. امروزه یکی از مطرحترین سیستمهای بیان برای تولید پروتئینهای نوترکیب، ریزجلبکها هستند. ریزجلبکها گروه بزرگی از موجودات فتوسنتزکننده میکروسکوپی هستند که در اکوسیستمهای آبی زندگی میکنند. بیشتر پیشرفتها در این زمینه با استفاده از کلامیدوموناس رینهارتی (Chlamydomonas reinhardtii)، ریزجلبک یوکاریوتی تکسلولی و فتوسنتزکننده، بهعنوان موجود مدل حاصل شده است. در این مطالعه ابتدا سیستمهای بیانی مختلف و مزایای سیستم کلامیدوموناس رینهارتی مورد بررسی قرار گرفته، سپس به شرح تفضیلی ساختار و چرخه زندگی این جلبک استراتژیهای موجود برای مهندسی هر سه ژنوم هستهای، کلروپلاستی و میتوکندریایی آن بهمنظور تولید سویههای نوترکیب و انواع سیستمها و محیط کشتهای مورد نیاز برای کشت آن پرداخته و در پایان مراکز کشت و نگهداری ریزجلبکها، از جمله کلامیدوموناس رینهارتی در جهان را معرفی میکنیم.
بیان ترشحی کلسیتونین نوترکیب انسانی در ریزجلبک سبز کلامیدوموناس رینهاردتی
دوره 10، شماره 1، دی 1397، صفحه 29-35
حامد ناقوسی؛ حمیده افقی؛ زهرا امینیبیات؛ نسرین معظمی
چکیده کلسیتونین هورمون پپتیدی کوچکی است که در انسان توسط سلولهای پارافولیکولار تیروئید تولید شده و تنظیمکننده متابولیسم کلسیم و فسفر است. کاربرد دارویی کلسیتونین در درمان ناهنجاریهای مربوط به کلسیم و پوکی استخوان است. بهعلت وزن مولکولی پایین و ناپایداری آن، تولید نوترکیب کلسیتونین با مشکلات زیادی همراه بوده و همچنین تولید در سیستم پروکاریوتی به تیمارهای بعدی برای دستیابی به مولکول بالغ نیاز دارد. اخیراً به توانایی ریزجلبکها در بیان پروتئینهای نوترکیب توجه زیادی جلب شده است. لذا هدف این تحقیق، مطالعه توانایی Chlamydomonas Reinhardtii در تولید ترشحی کلسیتونین انسانی نوترکیب بود.
مواد و روشها: توالی کدکننده کلسیتونین بهینهسازیشده بههمراه توالی راهبر ترشحی کربونیکانیدراز در وکتورهای Pchlamy_۳ وPchlamy_۴ کلون شد. پلاسمیدهای نوترکیب به سویه وحشی و سویه واجد دیواره ناقص Chlamydomonas Reinhardtii با روش الکتروپوریشن منتقل شدند. سویههای نوترکیب با روش کلنی واکنش زنجیرهای پلیمراز غربالگری شده و سویههای منتخب برای تولید کلسیتونین کشت داده شدند. پس از رشد سویهها، محیط کشت جمعآوری شده و با روش الایزا مورد ارزیابی قرار گرفت.
یافتهها: وکتور Pchlamy_۳ از قابلیت مناسبی برای بیان توالی هدف برخوردار نبوده و سویههای نوترکیب همگی با استفاده از وکتور Pchlamy_۴ حاصل شدند. همچنین سویه وحشی نیز کارآیی مناسبی جهت نوترکیبی نداشته و نوترکیبی فقط در سویه واجد دیواره ناقص دیده شد. میزان کلسیتونین تولیدی در سویه مثبت بهصورت تقریبی یک پیکوگرم بر میلیلیتر محاسبه شد.
نتیجهگیری: نتایج این مطالعه نشان میدهند که راهبرد بهکاررفته برای تولید ترشحی کلسیتونین نوترکیب موفقیتآمیز بوده و برای مطالعات بعدی قابل استفاده است.
بررسی سینتیکی فرآیند تولید بیواتانول از محصولات هیدرولیز آنزیمی زیستتوده ریز جلبک
دوره 10، شماره 1، دی 1397، صفحه 61-68
هانیه شکرکار؛ سیروس ابراهیمی
چکیده ریزجلبکها با ذخایری از کربوهیدراتها بهعنوان یکی از نویدبخشترین منابع اولیه برای تولید بیواتانول معرفی شدهاند. در این تحقیق، برای کاهش هزینههای فرآیندی از گونههای مختلط ریزجلبک استفاده شد. سپس استراتژی قحطی نیتروژن برای افزایش تجمع کربوهیدراتها در ریزجلبک به کار گرفته شد. استفاده از کشت مختلط ریزجلبک بهدلیل عدم نیاز به فرآیندهای استریلکردن، باعث توجیهپذیری اقتصادی فرآیند خواهد شد. بعد از برداشت و خشکنمودن توده زیستی ریزجلبک، فرآیند هیدرولیز آنزیمی زیستتوده ریزجلبک بهمنظور استخراج کربوهیدراتهای ریزجلبک صورت گرفت. سپس محصولات هیدرولیز آنزیمی توده زیستی ریزجلبک (25، 50 و 100گرم بر لیتر)، با استفاده از مخمر ساکارومایسس سروزیا تخمیر شد و مدلهای سینتیکی فرآیند تخمیر مورد مطالعه قرار گرفت. در مدلهای سینتیکی، اثر مهارکنندگی سوبسترای گلوکز و محصول بیواتانول در نظر گرفته شد. نرمافزار اکوسیم 0/2 برای مدلسازی فرآیند تولید بیواتانول به کار رفت. مقادیر حداکثر سرعت رشد مخصوص مخمر (μ) و ثابت اشباع رشد مونود (KS) بهترتیب h-1281/0 و 8/1گرم بر لیتر بهدست آمد. همچنین نتایج نشان دادند که مدل سینتیکی بهخوبی رفتار سیستم را پیشبینی کرده است
تولید سوخت زیستی از ریزجلبک
دوره 10، شماره 1، دی 1397، صفحه 109-123
فاطمه بسحاق؛ خسرو رستمی؛ نسرین معظمی
چکیده مقدمه: تولید سوخت زیستی از منابع تجدیدپذیر بهعنوان جایگزینی پایدار برای منابع فسیلی مورد توجه گسترده قرار گرفتهاست. ریزجلبک بهعنوان خوراک نسل سوم سوختهای زیستی میتواند انواع لیپید، پروتئین و کربوهیدرات را در مقادیر زیاد و در زمانی نسبتاً کوتاه تولید نماید. سازگاری این میکروارگانیزم با هر نوع شرایط کشت و عدم وابستگی تولید آن به فصول سال، سرعت رشد بالا، جذب دیاکسیدکربن و بهبود کیفیت هوا، تجدیدپذیری، عدم تقابل با منابع غذایی، وجود مقادیر بسیار زیاد لیپید و کربوهیدرات در ساختمان سلولی آن و قابلیت تولید انواع سوختهای زیستی باعث شده بهعنوان یکی از مناسبترین گزینهها برای تولید سوختهای زیستی شناخته شود. تولید سوخت زیستی از ریزجلبک شامل چندین مرحله انتخاب ریزجلبک مناسب، کشت، برداشت، خشککردن، شکستن دیواره سلولی، استخراج (لیپید یا کربوهیدرات) و تولید سوخت زیستی است. نتیجهگیری: در این مطالعه با مروری بر هر یک از مراحل تولید سوخت زیستی از ریزجلبک به اهمیت و کاربرد آن برای تولید انرژی زیستی پرداخته شده است. تولید سوخت زیستی جلبکی بهدلیل هزینههای زیاد هنوز قابل رقابت با سوختهای فسیلی نیست. پژوهشگران تلاش میکنند با بهبود رشد ریزجلبکها و غنیساختن ذخایر روغنی و کربوهیدراتی آنها، ایجاد تغییرات ژنتیکی، بهبود طراحی زیستواکنشگاههای نوری، توسعه روشهای برداشت و خشک کردن، بهبود روشهای استخراج لیپید و کربوهیدرات و تولید محصولات جانبی باارزش، سوخت زیستی جلبکی که از لحاظ اقتصادی مقرونبهصرفهتر باشد تولید نمایند.