شناسایی، کلون، بیان و خالص سازی آنزیم نوترکیب جدید زایلاناز با مقاومت ساختاری بالا از جمعیت میکروبی شکمبه گوسفند

با توجه به نقش مهم آنزیم ها در تسهیل عملکرد فرایند های مختلف، استفاده از آن ها در اغلب صنایع  بسیار مورد توجه است. درصد بسیار پایینی از میکروارگانیسم های تولید کننده ی آنزیم های جدید در محیط آزمایشگاهی قابل کشت می باشند، این درحالی است که متاژنوم منبع عظیمی از اطلاعات ژنتیکی آنزیم های ناشناخته را می تواند در اختیار ما قرار دهد. با توجه به اهمیت استفاده از آنزیم ها در صنایع گوناگون، آنزیم هایی با ساختار پایدار و مقاوم در برابر حرارت، کاربرد و عملکرد بهتری را نشان می دهند و تحقیقات زیادی در زمینه ی شناسایی و تولید آن ها به صورت پیوسته صورت گرفته است.در این پژوهش با استفاده از روش های محاسباتی، پیشگویی تعیین ساختار و استفاده از توالی آنزیم های زایلاناز مستخرج از داده های متاژنوم شکمبه ی گوسفند، آنزیم زایلانازی با ساختار بسیار مقاوم  شناسایی و به صورت نوترکیب تولید شد. آنزیم زایلاناز نوترکیب مقاوم به حرارت، persixyn5 نام گذاری شده و از dna استخراج شده از محتویات شکمبه گوسفند کلون و در باکتری e.coli بیان و خالص گردید. فعالیت ویژه و پارامترهای کینتیکی km و vmax برای این آنزیم محاسبه شده و فعالیت بهینه این آنزیم در دمای 80 درجه سانتی گراد و ph 8 مشاهده شد. آنزیم زایلاناز نوترکیب جدید پس از 2 ساعت تیمار در دمای 90 درجه سانتی گراد 58 درصد فعالیت خود را حفظ کرد. با توجه به اینکه آنزیم زایلاناز مورد مطالعه مقاوم در دمای بالا و فعال در محیط قلیایی است برای استفاده در صنایع کاغذسازی، تهیه ی خوراک طیور و تولید سوخت زیستی مناسب می باشد.

identification, cloning, and expression of the novel recombinant xylanase with stable structure from the sheep rumen microbiota

enzymes play an essential role in catalyzing the reactions for multiple industrial applications. one of these critical industries with a worldwide application is paper and pulp, which is cost-effective in increasing attention. xylanases are potential enzymes that proved their abilities in a broad range of applications, specifically in the paper and pulp industry as a biobleaching agent and dye removal biocatalyst. in these decades, the production of novel enzymes from natural sources is conceivable, especially with applying the culture-independent method of metagenome. this practical approach provides the opportunity to identify the novel enzymes from uncultivable microbial diversities. concerning the importance of the thermostable enzymes for industrial applications and their better action in harsh conditions, this study aimed to identify novel thermostable xylanase from metagenomic data of sheep rumen by applying the in-silico screening. the thermostable xylanase was extracted from the ruminal dna and after cloning and expression named persixyn5. the enzymeschr(’39’) kinetic parameters, including km, vmax, and its specific activity, were examined. the enzyme was optimally active at 80  and ph 8 and could retain 58% of its maximum activity after 2h of incubation at 90 . the thermostable, alkali persixyn5 was an efficient enzyme in the paper industry and poultry feed and fuel applications.