جداسازی سویه بومی باسیلوس آلتی‌شو‌دنیس با پتانسیل بالا در تخمیر پوست میگو و مقایسه فعالیت آنزیم کیتیناز آن با باسیلوس لیکنی فورمیس

نوع مقاله : پژوهشی اصیل

نویسندگان

دانشگاه اصفهان

چکیده
روند توسعه پایدار محیط زیست و اقتصاد، موجب بحث در مقیاس بزرگ استفاده از زباله­های دریایی شده است. میگو در سال­های اخیر بخش مهمی از صنایع غذایی را تشکیل داده است. زباله­های انباشته شده میگو بدون استفاده مناسب، منجر به نابودی منابع و مشکلات دفع زباله و آلودگی محیط زیست شده است. تخمیر پسماند میگو با میکروارگانیسم­ها یک روش برای بازیابی مواد بیولوژیکی فعال است. کیتیناز باکتریایی به عنوان آنزیم تجزیه کننده در نظر گرفته می­شود، که باندهای گلیکوزیدی را در کیتین می­شکند. در این مطالعه باکتری­های تجزیه کننده کیتین از محیط­های متفاوت جدا شده و سپس کارآمدترین انتخاب گردید. سپس با خصوصیات میکروسکوپی، فیزیولوژیکی و خصوصیات مولکولی با تعیین توالی ژن SrRNA16 شناسایی شده و با سویه Bacillus.licheniformis که بیشترین میزان کیتیناز تاکنون از آن گزارش گردیده است، مورد مقایسه قرار گرفت. سویه جدا شده Bacillus.altitudinis شناسایی شد و قادر است کیتیناز مقاوم به حرارت بالا، با فعالیت آنزیم U/mL 1/5 در طول 4 روز بر روی پوست میگو تولید کند، ولی بر روی نوترینت آگار در شرایط عادی رشد نمی­کند. بنابراین استفاده از آن آلودگی برای محیط زیست ایجاد نمی کند. در نتیجه میزان فعالیت کیتیناز، روش ساده و ارزان جدا سازی آن، مقاومت بالای آنزیم در شرایط دمایی بالا، فعالیت در محدوده وسیع pH و استفاده از سوبسترای ارزان پوست میگو کیفیت برتر کاربردی این سویه را در تخمیر پوست میگو نشان می­دهد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


1- Islam MS, Khan S, Tanaka M. Waste loading in shrimp and fish processing effluents: potential source of hazards to the coastal and nearshore environments. Mar Pollut Bull. 2004;49(1-2):103-10.
2- Mao X, Guo N, Sun J, Xue C. Comprehensive utilization of shrimp waste based on biotechnological methods: A review. J. Clean. Prod. 2017;143:814-23
.
3-García J, Ruiz-Durántez E, Valderruten N. Interpenetrating polymer networks hydrogels of chitosan and poly (2-hydroxyethyl methacrylate) for controlled release of quetiapine. React. Funct. Polym. 2017;117:52-9.
4- Antranikian G, Vorgias CE, Bertoldo C. Extreme environments as a resource for microorganisms and novel biocatalysts. Mar Biotecnol. 2005;96: 219-262.
5- Shi C, Zhu Y, Ran X, Wang M, Su Y, Cheng T. Therapeutic potential of chitosan and its derivatives in regenerative medicine. J. Surg. Res. 2006;133(2):185-92.
6- Hashimoto M, Ikegami T, Seino S, Ohuchi N, Fukada H, Sugiyama J, et al. Expression and characterization of the chitin-binding domain of chitinase A1 from Bacillus circulans WL-12. J. Bacteriol. 2000;182(11):3045-54.
7- Howard MB, Ekborg NA, Weiner RM, Hutcheson SW. Detection and characterization of chitinases and other chitin-modifying enzymes. J. Ind. Microbiol. 2003;30(11):627-35.
8- Viterbo A, Haran S, Friesem D, Ramot O, Chet I. Antifungal activity of a novel endochitinase gene (chit36) from Trichoderma harzianum Rifai TM. Fems Microbiol lett. 2001;200(2):169-74.
9- Gokul B, Lee J-H, Song K-B, Rhee S, Kim C-H, Panda T. Characterization and applications of chitinases from Trichoderma harzianum–a review. Bioprocess Eng. 2000;23(6):691-4.
10- Karasuda S, Tanaka S, Kajihara H, Yamamoto Y, Koga D. Plant chitinase as a possible biocontrol agent for use instead of chemical fungicides. Biosci. Biotechnol. Biochem. 2003;67(1):221-4.
11- Lü C, Ge Y, Cao M, Guo X, Liu P, Gao C, et al. Metabolic Engineering of Bacillus licheniformis for Production of Acetoin. Front Bioeng Biotech. 2020;125(8):1-7.
12- Smitha S, Bhat S. Thermostable Bacteriocin BL 8 from Bacillus licheniformis isolated from marine sediment. J. Appl. Microbiol. 2013;114(3):688-94.
13- Dewaliya V, Jasodani R. Isolation and identification of Bacillus licheniformis for biosurfactant production. Tech J Microbiol. 2013;2:14-9.
14- Pouryafar F, Najafpour G, Noshadi N, Jahanshahi M. Thermostable alkaline protease production via solid state fermentation in a tray bioreactor using Bacillus licheniformis ATCC 21424. Int J Environ Res. 2015;9(4):1127-34.
15- Mishra S, Behera N. Amylase activity of a starch degrading bacteria isolated from soil receiving kitchen wastes. Afr. J. Biotechnol. 2008;7(18): 3326-3331.
16- Velusamy P, Kim K. Chitinolytic activity of Enterobacter sp. KB3 antagonistic to Rhizoctonia solani and its role in the degradation of living fungal hyphae. Int Res J Microbiol. 2011;2(6):206-14.
17- Yuli PE, Suhartono MT, Rukayadi Y, Hwang JK, Pyun YR. Characteristics of thermostable chitinase enzymes from the indonesian Bacillus sp. 13.26. Enzyme Microb Techno. 2004;35(2-3):147-53.
18- Kurien, Biji T., Rachna Aggarwal, and R. Hal Scofield. "Protein Extraction from Gels: A Brief Review." Electrophoretic Separation of Proteins. Humana. Press. 2019, 479-482.
19- Li B, Wang B, Pan P, Li P, Qi Z, Zhang Q, et al. Bacillus altitudinis strain AMCC 101304: a novel potential biocontrol agent for potato common scab. Biocontrol Sci. Technol. 2019;29(10):1009-22.

20- Abassi S, Emtiazi G, Hosseini-Abari A, Kim BG. Chitooligosaccharides and Thermostable Chitinase Against Vulvovaginal Candidiasis and Saprophyte Fungi: LC Mass Studies of Shrimp Shell Fermentation by Bacillus altitudinis. Curr. Microbiol. 2020;77(1):40-8.
21- Suresh P, Chandrasekaran M. Impact of process parameters on chitinase production by an alkalophilic marine Beauveria bassiana in solid state fermentation. Process Biochem. 1999;34(3):257-67.
22- Wang S-L, Chang W-T. Purification and characterization of two bifunctional chitinases/lysozymes extracellularly produced by Pseudomonas aeruginosa K-187 in a shrimp and crab shell powder medium. Appl. Environ. Microbiol. 1997;63(2):380-6.
23- Sakai K, Yokota A, Kurokawa H, Wakayama M, Moriguchi M. Purification and characterization of three thermostable endochitinases of a noble Bacillus strain, MH-1, isolated from chitin-containing compost. Appl. Environ. Microbiol. 1998;64(9):3397-402.
24- Brugnerotto J, Lizardi J, Goycoolea F, Argüelles-Monal W, Desbrieres J, Rinaudo M. An infrared investigation in relation with chitin and chitosan characterization. Int J Polym Anal Ch.Polymer. 2001;42(8):3569-80.
25- Kamil Z, Rizk M, Saleh M, Moustafa S. Isolation and identification of rhizosphere soil chitinolytic bacteria and their potential in antifungal biocontrol. Int. J. Mol. Sci. 2007;2(2):57-66.