افزایش تولید آنزیم زایلاناز در پیکیا پاستوریس با استفاده از منابع گوناگون نیتروژن

ترکیب محیط کشت برای تولید زایلاناز نوترکیب در فرآیندهای بیوتکنولوژیکی بسیار مهم است، زیرا 30 تا 50 درصد از هزینه‌های تولید را تشکیل می‌دهد. اگر در این فرآیندها به‌جای پپتون و عصاره مخمر گران‌قیمت از منابع نیتروژن ارزان‌تر استفاده شود، هزینه‌های تولید به‌طور چشمگیری کاهش می‌یابد و محصول نهایی ارزان‌تر خواهد شد. زایلانازها آنزیم‌هایی هستند که زایلان، دومین پلی‌ساکارید فراوان در دیواره سلولی گیاهان، را هیدرولیز می‌کنند. در این پژوهش، ما پپتون و عصاره مخمر را با 30 گرم در لیتر از منابع گوناگون نیتروژن مانند (nh4)2so4، (nh4)2hpo4، nh4no3، اوره، پر مرغ، آب پنیر، گلوتن گندم، دانه کتان و دانه چیا جایگزین کردیم تا مقدار تولید پروتئین هترولوگ را در پیکیا پاستوریس افزایش دهیم. نتایج نشان می‌دهند که استفاده از (nh4)2so4، (nh4)2hpo4، nh4no3، آب پنیر و پر مرغ هیدرولیز شده نمی‌تواند به تنهایی نیازهای تغذیه‌ای سلول‌ها را تامین کند و منجر به تولید زایلاناز نمی‌شود. در مقابل، منابعی مانند اوره، گلوتن گندم، دانه کتان و دانه چیا که دارای ترکیبات پیچیده‌تر و گوناگون‌تری از اسیدهای آمینه، اسیدهای چرب و مواد معدنی هستند، توانسته‌اند فعالیت زایلاناز را در حد مطلوب نگه دارند یا حتی آن را افزایش دهند. فعالیت زایلاناز در محیط های دارای دانه کتان و دانه چیا به ترتیب14/37 و 79/16 درصد افزایش یافت. برای اولین بار، استفاده از منابع نیتروژن ارزان‌تر و گوناگونی مانند دانه کتان و دانه چیا می‌تواند به عنوان یک حوزه جدید برای پژوهش و بهبود فرآیندهای تخمیری مطرح شود و مزایای اقتصادی و زیست‌ محیطی قابل توجهی داشته باشد.

increased xylanase production in pichia pastoris using various nitrogen sources

the composition of the culture medium for recombinant xylanase production in biotechnological processes is crucial, as it accounts for 30% to 50% of production costs. replacing expensive nitrogen sources such as peptone and yeast extract with cheaper alternatives in these processes can significantly reduce production costs and make the final product more affordable. xylanases are enzymes that hydrolyze xylan, the second most abundant polysaccharide in the plant cell wall. in this study, we replaced peptone and yeast extract with 30 g/l of various nitrogen sources, including (nh4)2so4, (nh4)2hpo4, nh4no3, urea, chicken feathers, whey, wheat gluten, flaxseed, and chia seeds, to enhance heterologous protein production in pichia pastoris. the results show that using (nh4)2so4, (nh4)2hpo4, nh4no3, whey, and chicken feathers alone was insufficient to meet the cells nutritional needs and did not lead to xylanase production. in contrast, sources such as urea, wheat gluten, flaxseed, and chia seeds, which offer a more complex and diverse combination of amino acids, fatty acids, and minerals, were able to maintain or even enhance xylanase production. specifically, xylanase production increased by 14.37% and 16.79% in media containing flaxseed and chia seed, respectively. for the first time, utilizing cheaper and diverse nitrogen sources such as flaxseed and chia seed could emerge as a new area for research and improvement in fermentation processes, offering significant economic and environmental benefits.