دانلود مقاله تولید -Lتریپتوفان از طریق یک واکنش یک مرحله ای توسط بیوکاتالیزور تثبیت شده در آلژینات کلسیم

word قابل ویرایش
6 صفحه
دسته : اطلاعیه ها
5700 تومان

چکیده

-Lتریپتوفان یکی از اسیدآمینه های ضروری است که در صنایع غذایی به عنوان مکمل غذایی و قوام دهنده و در صنایع دارویی به صورت محلول های تزریقی در درمان افسردگی، اسکیزوفرنی و الکلیسم کاربرد دارد(.(۶ بهترین روش تولید صنعتی این اسیدآمینه استفاده از سلول های میکروبی تثبیت شده ی دارای فعالیت بالای تریپتوفان سنتتاز برای تبدیل زیستی ایندول و -Lسرین به -Lتریپتوفان می باشد(.(۱در این پژوهش به تثبیت سلول های E.coli در آلژینات و بررسی میزان تولید -L تریپتوفان توسط این سلول ها پرداخته شده است و هدف گام برداشتن در مسیر تولید نیمه صنعتی این اسیدآمینه در ایران می باشد . از سلول های E.coli ATCC 11303 کشت داده شده بروی اسلنت محیط کشت کمپلکس، سوسپانسیون تهیه شد و به محیط کمپلکس مایع به عنوان محیط پیش کشت تلقیح شد سپس سوسپانسیون سلولی تهیه شده از محیط پیش کشت به محیط کشت حداقل دارای ایندول (فعال کننده ی -Lتریپتوفان سنتتاز) و ملاس چغندرقند(منبع کربن و انرژی ارزان قیمت) تلقیح شد و بیوماس سلولی در فاز سکون جمع آوری شد بیوماس در آلژینات تثبیت شد و دانه های حاوی باکتری به محیط واکنش حاوی ایندول، -L سرین و PLP انتقال داده شد و میزان تولید -L تریپتوفان از طریق ۱ TLCو۲ HPLCمورد ارزیابی قرارگرفت. میزان تولید برآورد شده در ۶،۲۴ و۴۸ ساعت پس از قرارگیری دانه ها در محیط واکنش به ترتیب ۰/۰۸، ۰/۹۵۵ و ۲/۱۱۴ mg/100ml بود. میزان تولید بدون بهینه سازی شرایط بسیار مناسب بود و با بهینه سازی می توان فرآیند را برای تولید نیمه صنعتی بهبود بخشید.

کلمات کلیدی: تریپتوفان سنتتاز، آلژینات، تثبیت، TLC، HPLC

کروماتوگرافی لایه نازک ۱
کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا ۲

مقدمه

سنتز -Lتریپتوفان و سایر اسیدآمینه های ضروری در مقیاس صنعتی مورد توجه روزافزون واقع شده است. این اسیدآمینه ها فقط توسط گیاهان و میکروارگانیسم ها تولید می شوند بنابراین دستیابی به روش های کارا برای تولید این ترکیبات اهمیت زیادی دارد. امروزه بیشتر اسیدآمینه ها از طریق فرآیندهای میکروبی بدست می آیند. برتری این فرآیندها به فرآیندهای شیمیایی این است که در این فرآیندها اسیدآمینه های تولیدشده به فرم فعال L می باشند درصورتیکه در فرآیندهای شیمیایی مخلوط راسمیک اسیدآمینه ها تولید می شود و یک مرحله ی اضافی برای جداسازی انانتیومرها نیاز است.

سه روش اصلی برای تولید میکروبی –Lتریپتوفان وجود دارد: تولید تخمیری مستقیم از کربوهیدرات ها، تولید تخمیری از یک پیش ساز، تولید آنزیمی از پیش سازهای متنوع(.(۲ بهترین و مقرون به صرفه ترین روش تولید صنعتی -L تریپتوفان استفاده از سلول های تثبیت شده برای تبدیل زیستی -L سرین و ایندول به -Lتریپتوفان در واکنش یک مرحله ای است. مزیت استفاده از سلول های تثبیت شده، حفظ و ثبات فعالیت سلول ها بعد از اتمام واکنش و بنابراین امکان استفاده ی مجدد آن ها می باشد که به این ترتیب در هزینه و زمان لازم برای کشت مجدد و تهیه کاتالیزور زیستی برای انجام واکنش های بعدی صرفه جویی خواهد شد(.(۱ همچنین در این روش به دلیل استفاده از پیش سازهای -L تریپتوفان و تولید آن طی یک واکنش یک مرحله ای، مسیر کامل بیوسنتز –Lتریپتوفان انجام نمی شود و نیاز به استفاده از موتاسیون های پیچیده برای کنترل مکانیسم تنظیمی نمی باشد. اولین بار از سلول های تثبیت شده در تولید ترکیبات مهمی مانند – Lمالیک اسید و -L آسپارتیک اسید در مقیاس صنعتی استفاده شد(.(۵ امروزه بسیاری از کمپانی ها ازجمله Deggusa در تولید -Lتریپتوفان از این روش استفاده می کنند.

مواد و روش ها

E.coli ATCC 11303 بروی اسلنت محیط کشت کمپلکس رشد داده شد و ۱/۵ mlسوسپانسیون سلولی، معادل ۱ مک فارلند، به ارلن مایر ۵۰۰ml ای حاوی ۱۰۰ml محیط کشت کمپلکس (به عنوان پیش کشت) تلقیح شد و در انکوباتور شیکردار در دمای ۳۷˚C و دور ۱۸۰ rpm به مدت ۶ ساعت انکوبه شد. رشد سلولی از طریق اندازه گیری دانسیته ی سلولی توسط اسپکتروفوتومتر در ۶۲۰nm هر یک ساعت ارزیابی شد و ۱۰ml از آن در انتهای فاز لگاریتمی(ساعت (۶ برداشته شد و در ۱۲۰۰۰rpm به مدت ۲۰ دقیقه سانتریفوژ گردید و دوبار با سالین %۰/۹ شستشو داده شد و در ۱۰ml سالین جمع آوری شد سپس ۸ml از این سوسپانسیون به ارلن مایر ۲۰۰۰ml ای حاوی ۵۰۰ml محیط کشت حداقل دارای ۰/۰۲۹۲۸g ایندول (به عنوان فعال کننده ی تریپتوفان سنتتاز) و ۸/۱۱g ملاس چغندرقند (به عنوان منبع کربن و انرژی ارزان قیمت) تلقیح شد و در شرایط مشابه بالا انکوبه شد بعد از ۱۴ ساعت انکوباسیون که سلول ها به فاز سکون رسیدند بیوماس سلولی توسط سانتریفیوژ در ۱۲۰۰۰rpm به مدت ۲۰دقیقه جمع آوری شد و دوبار با سالین %۰/۹ شستشو داده شد. ۳۰ ml محلول %۳ آلژینات سدیم در آب مقطر تهیه و استریل گردید و ۱/۵g از بیوماس سلولی به محلول آلژینات اضافه شد و توسط استیرر به مدت ۱۰دقیقه مخلوط یکنواختی حاصل شد این مخلوط از طریق سرنگ انسولین استریل به داخل محلول %۱/۵ کلرید کلسیم در حال استیرر چکانده شد و دانه های حاوی سلول های E.coli با آب مقطر شستشو داده شد و سپس به ارلن ۵۰۰ml ای حاوی ۱۰۰ml بافر تریس- ۰/۱M) HCl ، (pH8 دارای ۰/۲g ایندول، -L 0/2g سرین و ./۰۰۵g پیریدوکسال فسفات انتقال داده شد((۳ و در ۳۷˚C و ۱۸۰rpm انکوبه شد و از محیط تولید در ساعت ۶، ۲۴ و ۴۸ نمونه گیری شد وTLC ی نمونه ها با سیستم حلال اسیداستیک، آب و -n بوتانول انجام شد سپس نمونه های ساعت ۶، ۲۴ و ۴۸ بعد از آماده سازی به دستگاه HPLC تزریق شدند و میزان تولید -Lتریپتوفان در ۲۲۰nm سنجیده شد. دستگاه HPLC ی بکار رفته از نوع (Waters 600E) مجهز به دتکتور (Waters 486) UV و ستون فاز معکوس (۱۰۰×۴mm, MZ- C18

این فقط قسمتی از متن مقاله است . جهت دریافت کل متن مقاله ، لطفا آن را خریداری نمایید
wordقابل ویرایش - قیمت 5700 تومان در 6 صفحه
سایر مقالات موجود در این موضوع
دیدگاه خود را مطرح فرمایید . وظیفه ماست که به سوالات شما پاسخ دهیم

پاسخ دیدگاه شما ایمیل خواهد شد