دوره 12، شماره 46 - ( 1-1401 )
جلد 12 شماره 46 صفحات 74-65 |
برگشت به فهرست نسخه ها
Download citation:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
Razavipour R, Akhavan Sepahi A, Modarressi M H, Bambai B. Inhibitory role of formate dehydrogenase enzyme in the growth of BL21 industrial bacteria. NCMBJ 2022; 12 (46) :65-74
URL: http://ncmbjpiau.ir/article-1-1456-fa.html
URL: http://ncmbjpiau.ir/article-1-1456-fa.html
رضوی پور رویا، اخوان سپهی عباس، مدرسی محمد حسین، بمبئی بیژن. نقش مهاری آنزیم فورمات دهیدروژناز در رشد باکتری صنعتی BL21. مجله تازه هاي بيوتكنولوژي سلولي و مولكولي. 1401; 12 (46) :65-74
گروه میکروبیولوژی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم وتحقیقات تهران، تهران،ایران
چکیده: (1736 مشاهده)
سابقه و هدف: متابولیسم بالا در حضور اکسیژن با سرعت رشد سریع در طیف وسیعی از ارگانیسم‌ها از جمله باکتریها، مخمرها و یا سلول‌های سرطانی رخ میدهد. توانایی رشد با راندمان بالا نقش مهمی در بیوتکنولوژی بهویژه در طی فرآیند تولید پروتئین‌ها (بهطور ترجیحی نوترکیب) و یا ترکیبهای متابولیک مانند اسیدهای آلی و متابلیتهای ثانویه ایفا می‌کند. افزایش راندمان رشد باکتریها بهویژه باکتری اشرشیاکلی که موتور فعالیتهای تحقیقاتی و صنعتی است هدف آرمانی در بیوتکنولوژی میکربی است. در این تحقیق بر آن شدیم تا با بررسی مسیرهای متابولیکی E. coli راهکاری برای کاهش میزان CO2 تولیدی و در نتیجه افزایش راندمان تولید توده سلولی از مواد آلی در فرآیند رشد و تکثیر پیدا کنیم.
مواد و روش-ها: مسیرهای متابولیکی مستند شده در وبگاه KEGG با دیدگاه کاهش راندمان تولید CO2 از اسید فرمیک بررسی شد. دو سویه باکتری ناک اوت شده با منشاء K12 از بانک میکروبی Keio تهیه شد. سپس، سویههای منتخب در محیط کمپلکس (LB) و ساده (M9+Glycerol) کشت داده شدند. میزان تولید توده سلولی در تیمارهای مختلف با اندازهگیری جذب نوری در 600 نانومتر با یکدیگر و همچنین با سویه استاندار BL21 مقایسه شدند.
نتایج: در محیط پیچیده LB، موتان باکتریهای اشرشیا (W3866 و W4040.) نسبتبه BL21 از رشد بیشتری (در حدود 5 برابر درساعات 8 و 10 ساعته و 3 برابری در زمان 12 ساعته نسبتبه نمونههای دارای ژن فورمات دهیدروژناز) برخوردارند. البته این تفاوت در محیط ساده M9 بارزتر بود بهطوریکه رشد بیش از 6 برابری در زمان 24ساعت از انکوباسیون در نمونههای موتان فاقد ژن فورمات دهیدروژناز نسبتبه سویه مادر BL21 مشاهده نمودیم.
بحث: آزمایشها با پیشبینیهای متابولیکی بهطور کامل مطابقت داشت و رشد باکتریهای موتان از باکتری BL21 بیشتر بود. نکته جالب توجه رشد بیشتر موتانها در محیط ساده حاوی گلیسرول بود که نشان داد گلیسرول منبع بهطور کامل مناسبی برای رشد باکتری اشرشیاکلی است. این نتایج دلایل عدم تطابق پیشبینیهای مدلهای متابولیکی قبلی که گلیسرول را یک منبع کربن مناسب برای رشد E. coli اعلام کرده بود، ولی در عمل به آن دست نمییافت، را توضیح میدهد.
نتیجه گیری: در شرایط فیزیولوژیکی نرمال E. coli قادر به رشد بالایی در محیط گلیسرول نیست، حذف ژن فورمات دهیدروژناز در آن سبب تغییرهای اساسی در روند متابولیسمی و افزایش چند برابری رشد در مقایسه با سویه بیانی BL21 گردید که بیانگر نقش این آنزیم در جلوگیری از افزایش راندمان رشد E. coli در حضور گلیسرول است. بهعلاوه از سویه حاصل میتوان در بیان پروتئینهای نوترکیب با راندمان بالاتر استفاده نمود.
مواد و روش-ها: مسیرهای متابولیکی مستند شده در وبگاه KEGG با دیدگاه کاهش راندمان تولید CO2 از اسید فرمیک بررسی شد. دو سویه باکتری ناک اوت شده با منشاء K12 از بانک میکروبی Keio تهیه شد. سپس، سویههای منتخب در محیط کمپلکس (LB) و ساده (M9+Glycerol) کشت داده شدند. میزان تولید توده سلولی در تیمارهای مختلف با اندازهگیری جذب نوری در 600 نانومتر با یکدیگر و همچنین با سویه استاندار BL21 مقایسه شدند.
نتایج: در محیط پیچیده LB، موتان باکتریهای اشرشیا (W3866 و W4040.) نسبتبه BL21 از رشد بیشتری (در حدود 5 برابر درساعات 8 و 10 ساعته و 3 برابری در زمان 12 ساعته نسبتبه نمونههای دارای ژن فورمات دهیدروژناز) برخوردارند. البته این تفاوت در محیط ساده M9 بارزتر بود بهطوریکه رشد بیش از 6 برابری در زمان 24ساعت از انکوباسیون در نمونههای موتان فاقد ژن فورمات دهیدروژناز نسبتبه سویه مادر BL21 مشاهده نمودیم.
بحث: آزمایشها با پیشبینیهای متابولیکی بهطور کامل مطابقت داشت و رشد باکتریهای موتان از باکتری BL21 بیشتر بود. نکته جالب توجه رشد بیشتر موتانها در محیط ساده حاوی گلیسرول بود که نشان داد گلیسرول منبع بهطور کامل مناسبی برای رشد باکتری اشرشیاکلی است. این نتایج دلایل عدم تطابق پیشبینیهای مدلهای متابولیکی قبلی که گلیسرول را یک منبع کربن مناسب برای رشد E. coli اعلام کرده بود، ولی در عمل به آن دست نمییافت، را توضیح میدهد.
نتیجه گیری: در شرایط فیزیولوژیکی نرمال E. coli قادر به رشد بالایی در محیط گلیسرول نیست، حذف ژن فورمات دهیدروژناز در آن سبب تغییرهای اساسی در روند متابولیسمی و افزایش چند برابری رشد در مقایسه با سویه بیانی BL21 گردید که بیانگر نقش این آنزیم در جلوگیری از افزایش راندمان رشد E. coli در حضور گلیسرول است. بهعلاوه از سویه حاصل میتوان در بیان پروتئینهای نوترکیب با راندمان بالاتر استفاده نمود.
نوع مطالعه: مقاله پژوهشی |
موضوع مقاله:
میکروبیولوژی
دریافت: 1400/9/13 | پذیرش: 1400/10/10 | انتشار: 1401/1/22
دریافت: 1400/9/13 | پذیرش: 1400/10/10 | انتشار: 1401/1/22
| بازنشر اطلاعات | |
 |
این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است. |
