بیان یک بتا- گلوکوزیداز بسیار فعال از آسپرژیلوس نیجر AS۳.۴۵۲۳ در اشریشیاکلی و کاربرد آن در آماده سازی آبی گاردینا

هدف: رنگدانه آبی گاردنیا یکی از مواد افزودنی غذایی طبیعی است که سال ها در آسیای شرقی استفاده می شود. بیوسنتز بیولوژیکی آن به محدودکننده ی اصلی سرعت سلولاز وابسته است: بتا- گلوکوزیداز (BGL) که عمدتا در سلول های آسپرژیلوس نیجر (Aspergillus niger) وجود دارد. هدف از این مطالعه به دست آوردن بتا- گلوکوزیداز فعال به روش مهندسی سلول و استفاده از سنتز آبی گاردینا بود که به پیشرفت کاربردی و کاهش هزینه بتا- گلوکوزیداز و آبی گاردنیا کمک می کند. روش ها: آشپرژیلوس نیجر بر اساس توالی ژن ۱۸S rRNA شناسایی شد. ژن بتا- گلوکوزیداز بر اساس PCR و بیان پروکاریوتی کلون و بیان گردی. فعالیت آنزیمی بتا- گلوکوزیداز بر اساس پی- نیتروفنیل-بتا- دی گلوکوپیرانوزید (p-nitrophenyl-β-D- glucopyranoside) اندازه گیری شد. نتایج: جداسازی آسپرژیلوس نیجر (AS۳.۴۵۲۳) از خاک شناسایی شد. ژن بتا- گلوکوزیداز از AS۳.۴۵۲۳ توالی یابی و کلون شد، که نوع جدیدی از جهش بتا- گلوکوزیداز حاوی دوجایگزین اسید آمینه خاص را رمزگذاری می کند (اسید آسپارتیک ۱۵۴ گلیسین و سرین ۱۶۳ پرولین). بیان پروکاربوتی تیپ وحشی بتا- گلوکوزیداز در اشریشیاکلی BL۲۱ فعالیت کم سلولاز را نشان داد (۰/۲۹±۰/۱۳ U/mL). با این حال، پس از حذف پپتید سیگنال آن، بتا- گلوکوزیداز آسپرژیلوس نیجر AS۳.۴۵۲۳ (۲۵/۸۸±۰/۴۵ U/mL) در مقایسه با تیپ وحشی بتا- گلوکوزیداز (۱۲/۵۹±۱/۰۷ U/mL) یا سویه های دیگر آسپرژیلوس نیجر، M۸۵ (۳/۶۱±۰/۲۴ U.mL) و CICC۲۰۴۱ (۴/۳۶±۰/۷۶ U/mL) را با فعالیت بالایی نمایش داد. علاوه بر این، بتا- گلوکوزیداز نوترکیب برای هیدرولیز ژنیپوزاید استفاده شد و رنگدانه آبی گاردینا با واکنش ژنیپین و لیزین با موفقیت سنتز شد. بحث: این کار نوع جدیدی از بتا- گلوکوزیداز بسیار فعال را کشف کرده و مبانی نظری برای تولید بتا- گلوکوزیداز در مقیاس بزرگ فراهم کرده است، که بنیان کاملا جدیدی برای آماده سازی آبی گاردنیا با کارایی بالا و هزینه کم ایجاد می کند.

Keywords:

آسپرژیلوس نیجر , فعالیت آنزیم , رنگدانه های گاردنیا , بیان پروکارپوتی