دانشگاه تربیت مدرس زیست فناوری 2322-2115 10 1 2019 02 20 Optimization of Recombinant Î²-NGF Production in Bioreactor بهینه سازی تولید پروتئین نوترکیب β-NGF در بیوراکتور 9 13 22466 FA زهرا حاجی‌حسن گروه مهندسی علوم زیستی، دانشکده علوم و فنون نوین، دانشگاه تهران، تهران، ایران سیده‌مهدیه سادات گروه مهندسی علوم زیستی، دانشکده علوم و فنون نوین، دانشگاه تهران، تهران، ایران پوریا غلامی‌تیلکو گروه مهندسی علوم زیستی، دانشکده علوم و فنون نوین، دانشگاه تهران، تهران، ایران Journal Article Aims: Nerve growth factor (β-NGF) is an important therapeutic agent for the treatment of neurodegenerative diseases such as Alzheimer’s disease; so, recombinant production of it in industrial scale is of high importance. The aim of this study is to optimize the effective factors in achieving the highest rate of β-NGF protein production in the bioreactor. Materials & Methods: As E. coli is a suitable host for industrial production of recombinant proteins, E. coli DE3 strain was used for production of recombinant β-NGF. Also, fermentation was performed in a 5-L bioreactor and % dissolved oxygen (%DO) and post-induction temperature values were optimized by response surface methodology (RSM). At first, the effects of these two variables on the level of total protein were studied. So, in every experiment, bacterial proteins were isolated and total protein concentration was determined by Bradford assay. Findings: The results indicated that %DO and post-induction temperature of 30% and 28.5ºC were the best values for increased production of total protein; in these circumstances, total protein concentration was 9.6±0.61 mg/ml. Finally, the effects of these variables on recombinant β-NGF production were surveyed by dot blot analysis, indicating the maximum β-NGF expression level on the optimized condition. Conclusion: In conclusion, %DO and post-induction temperature not only affect cell growth of recombinant E. coli, but also have a direct impact on recombinant protein expression and production, such as β-NGF. اهداف: فاکتور رشد عصبی β–NGF یک عامل درمانی مهم در درمان بسیاری از بیماری‌های تحلیل عصبی مثل آلزایمر است، لذا تولید نوترکیب آن در مقیاس انبوه از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. هدف از بررسی حاضر بهینه‌سازی فاکتورهای موثر در دست‌یابی به بیشترین میزان تولید پروتئین β–NGF در فرمانتور است. مواد و روش‌ها: از آنجا که باکتری E. coli سویه بیانی مناسبی برای تولید در مقیاس صنعتی است، در مطالعه حاضر از سویه DE۳ باکتری E. coli به‌منظور تولید پروتئین نوترکیب β–NGF استفاده شد. همچنین از بیوراکتور ۵لیتری به‌منظور تولید پروتئین استفاده شد و میزان اکسیژن محلول (DO%) و دمای پس از القا با استفاده از روش نرم‌افزار آماری سطح پاسخ (RSM) بهینه‌سازی شد. ابتدا تاثیر این دو متغیر بر میزان تولید پروتئین مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور در هر آزمایش کل محتوای پروتئینی استخراج و با روش برادفورد تعیین غلظت شد. یافته‌ها: نتایج نشان داد که بهینه شرایط برای دست‌یابی به بیشترین میزان تولید پروتئین دمای پس از القای ºC۵/۲۸ و DO، ۳۰% است و در این شرایط غلظت پروتئین تولیدی ۶۱/۰±۶/۹میکروگرم بر میلی‌لیتر است. نهایتاً تاثیر این فاکتورها بر تولید پروتئین β–NGF با استفاده از روش دات‌بلات مورد ارزیابی قرار گرفت که نتایج نشان‌دهنده بیشترین میزان تولید در شرایط بهینه‌سازی‌شده است. نتیجه‌گیری: به‌طور کلی می‌توان چنین نتیجه‌گیری کرد که میزان DO% و دمای پس از القا علاوه بر تاثیر بر رشد باکتری نوترکیب E. coli در بیوراکتور، بر میزان تولید و بیان پروتئین های نوترکیب (مثل β–NGF) نیز تاثیر مستقیمی دارد.

https://biot.modares.ac.ir/article_22466_ccd43cb64de7978af1366c557aa0393f.pdf