การย่อยสลายทางชีวภาพของพอลิไซคลิกแอโรแมติกไฮโดรคาร์บอนโดยราฟอกขาวที่คัดแยกได้ในประเทศไทย

Biodegradation of polycyclic aromatic hydrocarbons by white-rot fungi isolated from Thailand

Name: ปวีณา ทองเกร็ด

ThaSH: การย่อยสลายทางชีวภาพ

ThaSH: โพลิไซคลิกอะโรมาติกไฮโดรคาร์บอน

Abstract: การเก็บตัวอย่างเห็ดราในกลุ่มฟอกขาว (white-rot fungi) ในพื้นที่ 11 จังหวัด ของประเทศไทย สามารถแยกเส้นใยบริสุทธิ์ได้ 20 ไอโซเลต และจัดจำแนกได้ทั้งหมด 6 สกุล 19 ชนิด เมื่อทดสอบความสามารถในการสร้างลิกนิโนไลติกเอนไซม์บนอาหารเลี้ยงเชื้อกึ่งแข็ง Potato Dextrose Agar (PDA) ที่เติม 2,2-azinobis(3-ethylbenzthiazoline-6-sulfonate (ABTS) พบว่า ราทั้ง 20 ไอโซเลตสามารถสร้างแลคเคสได้ เมื่อวัดแอกติวิตีเชิงปริมาณ พบว่า Pycnoporus coccineus (Fr.) Bond. et Sing. KB4 P. coccineus PB1 และ P. sanguineus (L. ex Fr.) Murr. MHS3 สามารถสร้างแลคเคสและแมงกานีส เพอร์ออกซิเดสได้มากที่สุด โดยมีแอกติวิตีอยู่ในช่วง 3.61-2.65 และ 0.13-0.03 ยูนิตต่อมิลลิลิตรตามลำดับ และพบว่าราทั้ง 20 ไอโซเลต ไม่พบการสร้างลิกนิน เพอร์ออกซิเดส ทั้งนี้ P. coccineus KB4 และ P. coccineus PB1 สามารถผลิตแลคเคสได้มากที่สุดในช่วง late log phase ถึง early stationary phase ส่วน P. sanguineus MHS3 สามารถผลิตแลคเคสได้มากที่สุดในช่วง early stationary phase เมื่อเปรียบเทียบระหว่าง Pycnoporus ทั้ง 3 ไอโซเลต P. coccineus KB4 สามารถผลิตแลคเคสได้มากที่สุด รวมทั้งสามารถเติบโตบนอาหารที่มีพอลิไซคลิกแอโรแมติกไฮโดรคาร์- บอน (PAHs) ได้แก่ anthracene phenanthrene fluoranthene pyrene และ benzo(a)pyrene ได้ดีที่สุดอีกด้วย สำหรับภาวะที่เหมาะสมในการผลิตแลคเคส พบว่า P. coccineus KB4 สามารถผลิตแลคเคสได้มากที่สุด เมื่อเลี้ยงเป็นเวลา 8 วัน ที่อุณหภูมิ 28 องศาเซลเซียส ในอาหารสูตร Basal Medium ที่มีกลูโคส 2 เปอร์เซ็นต์ (w/v) เปปโตน 0.25 เปอร์เซ็นต์ (w/v) และค่าความเป็นกรดด่างของอาหารเริ่มต้นที่ 5 โดยมีแอกติวิตีของแลคเคสสูงสุด 6.12±0.40 ยูนิตต่อมิลลิลิตร จากการศึกษาลักษณะสมบัติของเอนไซม์หยาบ พบว่าแลคเคสมีการทำงานและความเสถียรดีที่สุดที่ความเป็นกรดด่าง 3.5 ส่วนแมงกานีส เพอร์ออกซิเดส มีการทำงานและความเสถียรดีที่สุดที่ความเป็นกรดด่าง 5 อุณหภูมิที่เหมาะสมในการทำงานและความเสถียรของแลคเคสและแมงกานีส เพอร์ออกซิ-เดส คืออุณหภูมิห้องหรือ ประมาณ 28 องศาเซลเซียส FeSO4 และ SDS มีผลยับยั้งการทำงานของแลคเคส ส่วน ZnCl2 และ EDTA มีผลยับยั้งการทำงานของแมงกานีส เพอร์ออกซิเดส ในขณะที่ MnSO4 จะช่วยเพิ่มการทำงานของแมงกานีส เพอร์ออกซิเดส เมื่อทำการย่อยสลาย PAHs 5 ชนิด (100 ppm) ด้วยเอนไซม์หยาบ พบว่าแลค-เคสความเข้มข้น 1 ยูนิตต่อมิลลิลิตร สามารถย่อยสลาย pyrene และ anthracene ได้มากที่สุด ที่ 76.35 และ 74.32 เปอร์เซ็นต์ ตามลำดับ เมื่อเวลาผ่านไป 2 ชั่วโมง ส่วน fluoranthene สามารถย่อยสลายได้มากที่สุด ที่ 84.22 เปอร์เซ็นต์ เมื่อเวลาผ่านไป 24 ชั่วโมง และ benzo(a)pyrene และ phenanthrene จะถูกย่อยสลายได้ดีขึ้นหากมีการเติมเมดิเอเตอร์ (1 mM ABTS) โดยมีเปอร์เซ็นต์การย่อยสลาย 66.25 และ 50.47 เปอร์เซ็นต์ ตามลำดับ เมื่อเวลาผ่านไป 24 ชั่วโมง

Abstract: Basidiocarp samples of white-rot fungi collected from 11 provinces in Thailand. Twenty isolates were grown to pure cultures. The collected fungi were identified into 6 genera and 19 species. The abilities to produce ligninolytic enzymes of these fungal isolates were tested using Potato Dextrose Agar (PDA) containing 2,2-azinobis(3-ethylbenzthiazoline-6-sulfonate (ABTS). All isolates were found positive for laccase. When quantitatively assayed for ligninolytic enzymes, Pycnoporus coccineus (Fr.) Bond. et Sing. KB4, P. coccineus PB1, and P. sanguineus (L. ex Fr.) Murr. MHS3 showed the highest laccase and manganese peroxidase activities in ranges of 3.61-2.65 and 0.13-0.03 U ml-1, respectively, while none of these 20 isolates produced lignin peroxidase. P. coccineus KB4 and P. coccineus PB1 produced laccase during late log phase to early stationary phase whereas P. sanguineus MHS3 produced the enzyme during early stationary phase. Among these Pycnoporus isolates, P. coccineus KB4 indicated the highest laccase activity and showed the best growth on a medium containing polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs), including anthracene, phenanthrene, fluoranthene, pyrene, and benzo(a)pyrene. For optimum condition of laccase production, P. coccineus KB4 gave the best laccase yield (6.12±0.40 U ml-1) when grown at 28°C for 8 days in Basal Medium containing 2 percent (w/v) glucose and 2.5 percent (w/v) peptone with initial pH 5.0. The crude laccase and manganese peroxidase were subjected for enzyme characterization. The optimum pH and stability of laccase were shown at pH 3.5, whereas those of manganese peroxidase were shown at pH 5.0. Both laccase and manganese peroxidase had depicted optimum temperature and stability at room temperature (not higher than 28°C). FeSO4 and SDS inhibited laccase while ZnCl2 and EDTA inhibited manganese peroxidase. MnSO4 was found to induce activity of manganese peroxidase. When 5 PAHs (100 ppm each) were degraded by crude laccase from P. coccineus KB4 (1 U ml-1), it was found that 76.35 and 75.67 percent of pyrene and anthracene were degraded within 2 hours whereas 84.22 percent of fluoranthene were degraded within 24 hours. Benzo(a)pyrene and phenanthrene could be degraded by the enzyme more rapidly only when a mediator, 1 mM ABTS, was added to the reaction mixtures with 66.25, and 50.47 percent degradation after 24 hours.

จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย. สำนักงานวิทยทรัพยากร

Address: กรุงเทพมหานคร

Email: cuir@car.chula.ac.th

Name: พงศ์ธาริน โล่ห์ตระกูล

Role: ที่ปรึกษา

Name: หรรษา ปุณณะพยัคฆ์

Role: ที่ปรึกษาร่วม

Modified: 2564-09-09

Issued: 2564-07-23

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

URL: http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/59146

tha

DegreeName: วิทยาศาสตรมหาบัณฑิต

Level: ปริญญาโท

Descipline: เทคโนโลยีทางชีวภาพ

Grantor: จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย

©copyrights จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	Paweena_th_tdc.pdf	8.78 MB	1	2022-02-20 00:09:22

ใช้เวลา

0.022395 วินาที