شناسایی و بهبود تولید آنزیم l- آسپاراژیناز با استفاده از سویه‌ قارچی جداشده از خاک: sarocladium kiliense ibrc-m 30453

مقدمه: l آسپاراژیناز یک آنزیم ضدسرطان مهم است که در صنایع پزشکی و غذایی کاربرد دارد. با در نظر داشتن اهمیت l آسپاراژیناز در صنایع مختلف، یافتن سویه‌های مولد جدیدی ارجحیت می‌یابد که بتوانند سطح بالاتری از آنزیم با حداقل عوارض جانبی را تولید کنند.مواد و روش‏‏ها: غربالگری اولیه سویه‌های مولد l آسپاراژیناز با آزمون کیفی روی پلیت محیط کشت زاپک داکس آگار تغییریافته حاوی l آسپاراژین به‌عنوان منبع نیتروژن و فنل رد به‌عنوان اندیکاتور ph انجام شد. فعالیت l آسپاراژینازی سویه‌ مولد با استفاده از روش نسلریزاسیون اندازه‌گیری شد. شناسایی سویه‌ قارچی با تعیین ویژگی‌های مورفولوژیک و آنالیز فیلوژنی ژن‌های ریبوزومی its (نواحی فاصله‌انداز رونویسی‌شونده‌ داخلی) و ژن lsu (زیرواحد بزرگ ریبوزومی) انجام شد. تولید l آسپاراژیناز با روش یک عامل در هر زمان بهینه‌سازی شد. تاثیر دما، میزان مایه تلقیح، منبع کربن و نیتروژن بر تولید آنزیم ارزیابی شد.نتایج: سویه‌ sarocladium kiliense ibrcm 30453 از خاک، جداسازی و به‌عنوان یک سویه‌ بالقوه مولد l آسپاراژیناز شناسایی شد. روش تولید آنزیم خارج سلولی بود. فعالیت بهینه‌ آنزیم u ml−1 4/62 در دمای 25 درجه سانتی‌گراد، میزان مایه تلقیح حجمی 9 درصد و با استفاده از سوکروز به‌عنوان منبع کربن و آمونیوم کلراید به‌عنوان منبع نیتروژن به دست آمد. فرایند بهینه‌سازی به افزایش 8/2 برابری تولید آنزیم منجر شد.بحث و نتیجه‏گیری: به‌دلیل افزایش کاربردهای پزشکی و غذایی l آسپاراژیناز در بازار تجاری، تقاضا برای این آنزیم از منابع جدید و با عوارض جانبی کمتر وجود دارد و l آسپاراژیناز قارچی می‌تواند پاسخی مناسب به وضعیت کنونی بازار باشد؛ با وجود این، به‌کارگیری روش‌های آماری بهینه‌سازی و دست‌ورزی‌های ژنتیکی در مطالعات پیش رو برای دستیابی به حداکثر میزان تولید و بهبود قابلیت تولید صنعتی توصیه می‌شود.

Identification and Enhanced Production of L-Asparaginase Enzyme Using A Soil-Isolated Fungal Strain: Sarocladium kiliense IBRC-M 30453

Introduction: Lasparaginase is a significant anticancer enzyme used both in medicine and food industries. Considering the importance of Lasparaginase in different industries, finding new sources of producer strains that can produce higher levels of this enzyme with minimum side effects is preferred.Materials and Methods: Initial screening for Lasparaginaseproducing strain was performed via qualitative plate assay on modified Czapex Dox’s agar medium using Lasparagine as the nitrogen source and phenol red as pH indicator. Lasparaginase activity of the fungal strain was quantified by the nesslerization method. Its identification was performed by using both morphological characteristics and phylogenetic analyses of DNA sequence data, including ribosomal DNA regions of ITS (Internal Transcribed Spacer) and LSU (large SubUnit) rDNA. Lasparaginase production was optimized by the One FactorAttheTime (OFAT) technique. The impacts of temperature, inoculum size, nitrogen, and carbon sources on the enzyme production were then evaluated.Results: Sarocladium kiliense IBRCM 30453 was isolated from soil and identified as a potent enzymeproducing strain. The enzyme production was based on the extracellular mode. An optimum enzyme activity of 62.4 U ml−1 was obtained at the temperature of 25°C with inoculum size of 9% (v/v) and sucrose containing carbon and ammonium chloride as the nitrogen source. The optimization process led to 2.8fold increase in the enzyme production.Discussion and Conclusion: There is a market demand for an alternate source of Lasparaginase with fewer adverse effects due to an increase in the clinical and industrial applications of this enzyme. Fungal Lasparaginase can be the proper answer to the current status of the market. However, application of statistical optimization processes and genetic manipulation have been recommended in other studies to achieve its maximum production level and improve feasibility of its industrial production.