شماره مدرك :
19960
شماره راهنما :
17235
پديد آورنده :
بيگدلي، هانيه
عنوان :

غربالگري،كاوش در ژنوم و بهينه‌سازي توليد زايلاناز در سويه‌هاي ميكروبي مولد

مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
بيوتكنولوژي كشاورزي
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
سال دفاع :
1403
صفحه شمار :
چهارده، 83ص. : مصور، جدول، نمودار
توصيفگر ها :
زايلاناز , جداسازي ميكرواورگانيسم , D-xylose , Bacillus subtilis
تاريخ ورود اطلاعات :
1403/08/29
كتابنامه :
كتابنامه
رشته تحصيلي :
بيوتكنولوژي كشاورزي
دانشكده :
مهندسي كشاورزي
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1403/08/30
كد ايرانداك :
23088362
چكيده فارسي :
زايلان از اجزاء اصلي ديواره¬سلولي است و پس از سلولز دومين پلي¬ساكاريد تجديدپذير فراوان در طبيعت است و تقريباً يك سوم كل كربن آلي تجديدپذير روي زمين را تشكيل مي¬دهد. حيوانات تك معده¬اي مانند طيور آنزيم¬هاي لازم براي هيدروليز زايلان را به صورت درون¬زا سنتز نمي‌كنند. فقدان آنزيم‌هاي هيدروليزكننده در اين حيوانات منجر به هضم ناقص و جذب مواد غذايي به صورتي ناكارآمد مي¬شود. زايلان، ساير مواد مغذي را محصور كرده و با ايجاد "اثر قفس" به عنوان مانعي براي هضم مواد مغذي در روده كوچك عمل مي‌كند. باتوجه اثر نامطلوب زايلان بر خوراك، و به منظور افزايش هيدوليز مواد حاوي زايلان استفاده از زايلانازها به طور چشمگيري توسعه پيدا كرده¬است. زايلانازها گليكوزيدازهايي هستند كه اندوهيدروليز پيوندهاي b-D-xylosidic-4,1 در زايلان را كاتاليز مي‌كنند. منابع اصلي اين آنزيم¬ها قارچ¬ها و باكتري¬ها هستند و به طور گسترده¬اي براي توليد صنعتي زايلاناز استفاده مي¬شوند. لذا همواره شناسايي سويه¬هاي مولد با پتانسيل بالاي توليد زايلاناز و همچنين دستيابي به آنزيمي با ويژگي¬ها مطلوب دمايي و pH به منظور كاهش هزينه¬هاي توليد آنزيم و ايجاد بستري مناسب براي مهندسي سويه و آنزيم در اولويت بوده است. از اين رو شناسايي سويه¬هاي مولد برتر جهت مهندسي در دستور كار قرار گرفت. اين مطالعه، از 26 نمونه تهيه شده، دو سويه¬ باكتريايي از خاك بستر باتلاق گاوخوني و خاك كويركاشان جداسازي شد كه توانايي بالقوه¬اي در هيدروليز زايلان نشان¬دادند. براساس منحني استاندارد D-xylose و بيش¬ترين ميانگين جذب اندازه گيري شده، غلظت آنزيم توليد شده 33340 و 34480 به عنوان يونيت بر گرم براي سويه هاي S3 و S4 تخمين زده¬شد. آنزيم زايلاناز توليد شده، توسط ستون كروماتوگرافي آنيوني جداسازي و جرم مولكولي آنزيم براساس آناليز ژل SDS-PAGE، 23 كيلو دالتون تخمين زده شد. سويه¬هاي S3و S4 براساس توالي ژن 16S rRNAو rpoB، ارتباط نزديكي با جنس و گونه Bacillus subtilis نشان دادند. بررسي نتايج پايداري آنزيم توليد شده نشان مي¬دهد، سويه S4 در دماي بالا كاربرد بيشتري نسبت به سويه S3 دارد و اگر آنزيم مستلزم تحمل دما باشد، استفاده از آنزيم زايلاناز S4 توصيه مي¬شود. هم¬چنين داده¬ها نشان¬داد، سويهS3، در بازه گسترده¬تري از pH عملكرد خود را حفظ مي¬كند.
چكيده انگليسي :
Xylan is a primary constituent of the plant cell wall. As the second most abundant renewable polysaccharide in nature, after cellulose, xylan accounts for approximately one-third of the total renewable organic carbon on Earth. Monogastric animals, such as poultry, lack the endogenous ability to synthesize the enzymes necessary for xylan hydrolysis. This deficiency in hydrolyzing enzymes leads to incomplete digestion and inefficient absorption of nutrients in these animals. Xylan encases other nutrients, creating a 'cage effect' that entraps them within their kernels, thereby acting as a barrier to nutrient digestion in the small intestine. The adverse effects of xylan on feed have pro‎mp‎ted the use of xylanases in the hydrolysis of xylan-containing feed. Xylanases are glycosidases that catalyze the endohydrolysis of β-D-xylosidic-4,1 linkages in xylan. The primary sources of these enzymes are fungi and bacteria, which are widely employed in the industrial production of xylanase. Consequently, identifying productive strains with high potential for xylanase production, as well as obtaining an enzyme with favorable temperature and pH characteristics, has been a priority to reduce enzyme production costs and create a suitable platform for strain and enzyme engineering. Therefore, the identification of superior productive strains for engineering purposes has been a key objective. In this study, two bacterial strains were isolated from 26 samples prepared from the soil of the Goukhoni swamp and the Kashan desert, which demonstrated the ability to hydrolyze xylan. Based on the standard curve of D-xylose and the maximum average absorbance measured, the concentration of the produced enzyme was estimated to be 33,340 and 34,480 units per gram for the S3 and S4 strains, respectively. The produced xylanase enzyme was separated using an anion chromatography column, and its molecular mass was estimated to be 23 kDa based on SDS-PAGE gel analysis. The S3 and S4 strains were identified as belonging to the Bacillus subtilis genus and species based on 16S rRNA and rpoB gene sequences. An examination of the stability results of the produced enzyme revealed that the S4 strain is more effective at high temperatures than the S3 strain. Therefore, if temperature tolerance is required, the use of the S4 xylanase enzyme is recommended. Additionally, the data showed that strain S3 maintains its performance over a wider range of pH values.
استاد راهنما :
ابوذر سورني
استاد مشاور :
محمد صدقي
استاد داور :
مجيد طالبي , صادق زارعي
لينک به اين مدرک :

بازگشت