کاربرد نانوساختارهای مگنتیک کیتوزان در تثبیت آنزیم آلفاآمیلاز باکتریایی

آلفا آمیلازها متعلق به خانواده‌ی اندوآمیلازها می‌باشند که هیدرولیز اولیه‌ی نشاسته به اولیگوساکاریدهای کوچکتر را با شکست پیوند (4→1)α انجام می‌دهند. در بین انواع مختلف آنزیم‌ها، آلفاآمیلازها گروه مهمی با کاربردهای گسترده در صنایع مختلف را تشکیل می دهند. استفاده از اآنزیم‌ آزاد در صنایع مختلف محدودیت‌هایی دارد از جمله: هزینه بالا، پایداری کمتر، قابلیت استفاده مجدد ضعیف و مشکل در استفاده از آنها در راکتورهای مداوم. این محدودیت ها با تثبیت آنزیم به حداقل خواهد رسید. تثبیت آنزیم بر روی بسترهای مختلف قابل انجام است. در این میان تثبیت آنزیم بر روی سطوح نانو به ویژه نانو ذرات مغناطیسی به دلیل سمیت کم آن‎ها، قابلیت استفاده مجدد آنزیم همراه با افزایش پایداری و عملکرد مقاوم آن در شرایط مختلف بسیار مورد توجه قرار گرفته است. در این پژوهش، تثبیت آنزیم آلفاآمیلاز با استفاده از نانوذرات fe2o3 بر روی بستری از پلیمر کیتوزان انجام گرفت. به منظور تولید اولیه ی آنزیم، کشت شبانه ی باسیلوس موجاونسیس به محیط مایع اختصاصی تلقیح و به مدت 48 ساعت انکوبه گردید. آنزیم به دست آمده با استفاده از آمونیوم سولفات تغلیظ و سپس دیالیز شد. آنزیم دیالیز شده در حضور گلوتارآلدهید 50 درصد (اتصال دهنده ) به نانوذرات fe2o3 در بستر کیتوزان اتصال داده شد. فعالیت و پایداری آنزیم تثبیت شده با نانوذرات در 540 نامتر اندازه گیری و مشخص گردید که به ترتیب 53 و 48 درصد نسبت به آنزیم آزاد افزایش داشته است. هم چنین غلظت آنزیم تثبیت شده با استفاده از نمودار استاندارد آلبومین سرم گاوی 25 میکروگرم تخمین زده شد.نتیجه گیری: استفاده از کیتوسان طبیعی به خوبی باعث تثبیت آلفاآمیلار تولید شده در این پژوهش شد که با افزایش میزان فعالیت و پایداری اینآنزیم احتمال می رود در آینده جهت کاربرد در صنایع تولید گلوکز و صنایع تولید مواد شوینده به صورت انبوه مورد استفاده قرار گیرد.

application of magnetic chitosan nanostructures in immobilization of bacterial alpha amylase enzyme

alpha amylases belong to the endoamylase family، which perform the primary hydrolysis of starch to smaller oligosaccharides by breaking the (4→1)α bond. among the different types of enzymes، alpha amylases constitute an important group with wide applications in various industries. the use of free enzymes in various industries has limitations، including: high cost، lower stability، poor reusability، and difficulty in using them in continuous reactors. these limitations can be minimized by immobilizing the enzyme. enzyme immobilization can be performed on various substrates. in the meantime، enzyme immobilization on nano surfaces، especially magnetic nanoparticles، has received much attention due to their low toxicity، reusability of the enzyme along with increased stability and robust performance under various conditions. in this study، alpha amylase enzyme immobilization was performed using fe2o3 nanoparticles on a chitosan polymer substrate. for the initial production of the enzyme، an overnight culture of bacillus mujavensis was inoculated into a specific liquid medium and incubated for 48 hours. the obtained enzyme was concentrated using ammonium sulfate and then dialyzed. the dialyzed enzyme was bound to fe2o3 nanoparticles in a chitosan substrate in the presence of 50% glutaraldehyde (binding agent). the activity and stability of the enzyme immobilized with nanoparticles were measured at 540 nm and were found to be 53 and 48% higher than the free enzyme، respectively. the concentration of the immobilized enzyme was also estimated using a standard curve of 25 μg bovine serum albumin.