การผลิตและลักษณะสมบัติของกลูโคสไอโซเมอเรสและอินูลิเนสจาก Streptomyces PC22 และ CH7

Production and characterization of glucose isomerase and Inulinase from Streptomyces PC22 and CH7

Name: กัลกิยา ชนิตรนันต์

ThaSH: กลูโคสไอโซเมอเรส

ThaSH: อินูลิเนส

Abstract: งานวิจัยนี้ศึกษาการผลิตกลูโคสไอโซเมอเรสโดย Streptomyces PC22 และ CH7 ซึ่งเป็นจุลินทรีย์ที่ผลิตไซแลเนสและบีตา-ไซโลสิเดสได้ดีตามลำดับ พบว่าการผลิตกลูโคสไอโซเมอเรสต้องการไซโลสเป็นสารชักนำโดยให้เอนไซม์ 1.2 และ 1.8 หน่วยต่อมิลลิกรัมโปรตีนสำหรับ PC22 และ CH7 ตามลำดับ เมื่อเลี้ยงในอาหารที่มีไซโลส 2 เปอร์เซ็นต์เป็นแหล่งคาร์บอน และสามารถผลิตเอนไซม์นี้ได้สูงถึง 3.5 และ 5.0 หน่วยต่อมิลลิกรัมโปรตีนตามลำดับ เมื่อใช้ไซแลนจากเปลือกข้าวโอ๊ต 1 เปอร์เซ็นต์เป็นแหล่งคาร์บอน นอกจากนี้พบว่าเมื่อใช้วัสดุทางการเกษตรที่มีไซแลนเป็นองค์ประกอบแทนไซแลนบริสุทธิ์ซึ่งมีราคาแพง สามารถชักนำการสร้างเอนไซม์ได้ในเกณฑ์ดี โดยพบว่ารำข้าวสาลี 2 เปอร์เซ็นต์ และเปลือกข้าวโพด 2.5 เปอร์เซ็นต์เป็นแหล่งคาร์บอนที่ดีที่สุดสำหรับ PC22 และ CH7 โดยผลิตเอนไซม์ได้ 2.2 และ 3.1 หน่วยต่อมิลลิกรัมโปรตีนตามลำดับ งานวิจัยนี้ยังทำเอนไซม์ให้บริสุทธิ์โดยการทำคอลัมน์โครมาโท กราฟีบนแมคโคร-เพรบ ดีอีเออีและเซฟาคริล เอส-300 พบว่าได้เอนไซม์มีความบริสุทธิ์เพิ่มขึ้นประมาณ 20 และ 16 เท่า เหลือแอคติวิตีอยู่ 38.6 และ 64.6 เปอร์เซ็นต์สำหรับ PC22 และ CH7 ตามลำดับ จากการวิเคราะห์น้ำหนักโมเลกุลโดยวิธีเจลฟิลเตรชันพบว่าเอนไซม์จาก PC22 และ CH7 มีน้ำหนักโมเลกุลเท่ากันประมาณ 170 กิโลดาลตันและประกอบด้วย 4 หน่วยย่อยที่มีน้ำหนักโมเลกุลที่วิเคราะห์โดยวิธี SDS-PAGE เท่ากันคือ 43.6 กิโลดาลตัน พบว่าเอนไซม์จาก PC22 และ CH7 มีอุณหภูมิที่เหมาะสมต่อการทำงานคือ 80 และ 85 องศาเซลเซียส ตามลำดับ มีค่าความเป็นกรดด่างที่เหมาะสมต่อการทำงานเท่ากันคือ 7.0 มีความเสถียรต่ออุณหภูมิสูงถึง 50 และ 60 องศาเซลเซียส ตามลำดับ และเสถียรต่อความเป็นกรดด่างในช่วงตั้งแต่ 6.0-8.0 และ 6.0-7.0 ตามลำดับ ค่า Km ต่อกลูโคสและไซโลสของเอนไซม์จาก PC22 เท่ากับ 435.9 และ 177.3 มิลลิโมลาร์ ตามลำดับ และสำหรับ CH7 มีค่าเท่ากับ 258.96 และ 82.77 มิลลิโมลาร์ ตามลำดับ และพบว่าเอนไซม์เชื้อทั้งสอง ต้องการ Mg2+2+2+และ Coในการเพิ่มทำงาน โดย Co ที่ 0.1 มิลลิโมลาร์ทั้ง 2 เอนไซม์และ Mg2+ ที่ 5 มิลลิโมลาร์สำหรับ PC22 และ 10 มิลลิโมลาร์สำหรับ CH7 ให้แอคติวิตีสูงสุด งานวิจัยนี้ยังศึกษาถึงความสามารถเบื้องต้นในการผลิตอินูลิเนสของ Streptomyces PC22 และ CH7 เมื่อมีอินนูลินสกัดจากหัวแก่นตะวันเป็นแหล่งคาร์บอน พบว่า จุลินทรีย์ทั้ง 2 สายพันธุ์สามารถผลิตอินูลิเนสได้ประมาณ 0.16 และ 0.12 หน่วยต่อมิลลิลิตรตามลำดับเมื่อเลี้ยงในอาหารที่มีอินนูลินสกัด 1 เปอร์เซ็นต์เป็นแหล่งคาร์บอน อินูลิเนสจาก PC22 และ CH7 มีอุณหภูมิและค่าความเป็นกรดด่างที่เหมาะสมต่อการทำงานคือ 60 และ 55 องศาเซลเซียส และ 6.0 และ 6.5 ตามลำดับ

Abstract: The present work reported D-glucose isomerase production by Streptomyces PC22 and CH7, efficient xylanase- and β-xylosidase-producing strains, respectively. The enzyme production required xylose as an inducer and the maximum activities of 1.2 and 1.8 U/mg were obtained from PC22 and CH7, respectively when grown on 2% xylose. With 1% xylan as a carbon source, higher glucose isomerase activities of 3.5 and 5.0 U/mg were produced from PC22 and CH7, respectively. When hemicellulosic agricultural residues were used to replace an expensive xylan, 2% wheat bran was the best carbon source for PC22 whereas 2.5% corn husk was for CH7 giving considerably good levels of the enzyme productions of about 2.2 and 3.1 U/mg, respectively. The enzymes from PC22 and CH7 were then purified by consecutive column chromatography on Macro-prep DEAE and Sephacryl-300 to approximately 20 and 16 folds with recovery yields of 38.6% and 46.6 %, respectively. The apparent molecular weights of the pure enzymes from both strains were similar of 170 kDa estimated by gel filtration and revealed four identical subunits of 43.6 kDa estimated by SDS-PAGE. The enzymes from PC22 and CH7 had temperature optima of 80oC and 85oC, respectively but they had the same pH optimum of 7.0. The enzymes were stable to temperature up to 50oC for PC22 and 60oC for CH7 and to broad ranges of pH from 6.0-8.0 for PC22 and 6.0-7.0 for CH7. The Km values of the enzymes for glucose and xylose were 435.9 and 177.3 mM for PC22 and 258.96 and 82.77 for CH7, respectively. The enzymes required both Mg2+ and Co2+ for their activities in which Co2+at 0.1mM for both enzymes and Mg2+ at 5mM for PC22 and 10 mM for CH7 gave the maximum enzyme activities. Furthermore, the present work also determined inulinase-producing abilities of PC22 and CH7 when grown on inulin extract from Jerusalem artichoke. Both PC22 and CH7 could produce inulinases of about 0.12 and 0.16 U/ml, respectively. Temperature optima of 60o C and 65o and pH optima of 6.0 and 6.5 were for inulinases from PC22 and CH7, respectively.

จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย. สำนักงานวิทยทรัพยากร

Address: กรุงเทพมหานคร

Email: cuir@car.chula.ac.th

Name: ไพเราะ ปิ่นพานิชการ

Role: ที่ปรึกษา

Created: 2552

Modified: 2558-02-11

Issued: 2558-02-11

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

tha

DegreeName: วิทยาศาสตรมหาบัณฑิต

Level: ปริญญาโท

Descipline: จุลชีววิทยาทางอุตสาหกรรม

Grantor: จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย

©copyrights จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	kankiya_ch.pdf	1.67 MB	34	2026-05-26 18:16:01

ใช้เวลา

0.028089 วินาที