BỘ CÔNG THƯƠNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KHOA HỌC KẾT QUẢ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP TRƯỜNG Tên đề tài: Xác định đặc điểm hóa sinh của protease được thu nhận từ xạ khuẩn Streptomyces sp. CNXK72 Mã số đề tài: 22/1SV SHTP04 Chủ nhiệm đề tài: Dương Thảo Vi Đơn vị thực hiện: Viện Công nghệ Sinh học và Thực phẩm Tp. Hồ Chí Minh, ........…
LỜI CÁM ƠN Để có thể hoàn thành được đề tài nghiên cứu khoa học cấp trường “Xác định đặc điểm hóa sinh của protease được thu nhận từ xạ khuẩn Streptomyces sp. CNXK72”, tôi xin chân thành cảm ơn ban lãnh đạo trường Đại học Công Nghiệp thành phố Hồ Chí Minh, phòng Quản lý Khoa học và hợp tác quốc tế đã cho tôi cơ hội và hỗ trợ nguồn kinh phí để tôi có thể thực hiện đề tài nghiên cứu khoa học của mình. Tôi xin chân thành cám ơn Quý Thầy Cô Viện Công nghệ sinh học và Thực phẩm đã luôn hỗ trợ, giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong quá trình học tập và nghiên cứu. Đặc biệt tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc đến Thầy Phạm Tấn Việt, Cô Nguyễn Thị Diệu Hạnh và Thầy Nguyễn Ngọc Ẩn đã tận tâm giảng dạy, hướng dẫn, động viên và cho tôi những lời khuyên vô cùng hữu ích để tôi có thể vững tâm trên con đường học tập và nghiên cứu khoa học của mình. Tôi cũng rất cảm ơn các bạn trong phòng thí nghiệm Công nghệ Vi sinh đã hỗ trợ, giúp đỡ tôi trong suốt thời gian thực hiện đề tài. Tôi xin chân thành cám ơn! 1
PHẦN I. THÔNG TIN CHUNG I. Thông tin tổng quát 1.1. Tên đề tài: Xác định đặc điểm hóa sinh của protease được thu nhận từ xạ khuẩn Streptomyces sp. CNXK72 1.2. Mã số: 22/1SV SHTP04 1.3. Danh sách chủ trì, thành viên tham gia thực hiện đề tài Họ và tên TT Đơn vị công tác Vai trò thực hiện đề tài (học hàm, học vị) Viện Công nghệ Sinh 1 Dương Thảo Vi Chủ nhiệm đề tài học và Thực phẩm Viện Công nghệ Sinh 2 Hứa Huỳnh Minh Thảo Thư ký học và Thực phẩm Viện Công nghệ Sinh 3 Nguyễn Mộc Tấn Thành viên chính học và Thực phẩm Viện Công nghệ Sinh 4 Bùi Nhật Tâm Thành viên tham gia học và Thực phẩm Viện Công nghệ Sinh 5 Dương Thị Thùy Trang Thành viên tham gia học và Thực phẩm Viện Công nghệ Sinh 6 Mạc Thành Tiến Thành viên tham gia học và Thực phẩm Viện Công nghệ Sinh 7 Nguyễn Thị Phương Thắm Thành viên tham gia học và Thực phẩm Viện Công nghệ Sinh 8 Nguyễn Tuyết Hạ Thành viên tham gia học và Thực phẩm Viện Công nghệ Sinh 9 Vũ Duy Từ Thành viên tham gia học và Thực phẩm Viện Công nghệ Sinh 10 Phan Phú Quảng Thành viên tham gia học và Thực phẩm 2
1.4. Đơn vị chủ trì: Viện Công nghệ Sinh học và Thực phẩm 1.5. Thời gian thực hiện: 1.5.1. Theo hợp đồng: từ tháng 8 năm 2022 đến tháng 8 năm 2023 1.5.2. Gia hạn (nếu có): không có 1.5.3. Thực hiện thực tế: từ tháng 8 năm 2022 đến tháng 4 năm 2023 1.6. Những thay đổi so với thuyết minh ban đầu (nếu có): Không có sự thay đổi so với thuyết minh ban đầu. 1.7. Tổng kinh phí được phê duyệt của đề tài: 20,000,000 đồng (Hai mươi triệu đồng chẵn) II. Kết quả nghiên cứu 1. Đặt vấn đề Cùng với sự phát triển của nền công nghiệp trên thế giới là sự gia tăng không ngừng của việc sử dụng các hóa chất công nghiệp, gây ảnh hưởng rất lớn đến môi trường và xã hội. Chính vì vậy, những sản phẩm thân thiện với môi trường đã và đang dần được thay thế những hóa chất độc hại, nhằm mục đích giảm thiểu tác động xấu của chúng đến môi trường, đồng thời cải thiện chất lượng cuộc sống của con người. Protease hay peptide hydrolase là enzyme xúc tác sự thủy phân liên kết peptide (- CO-NH-) trong phân tử protein và các chuỗi peptide. Sản phẩm của quá trình thủy phân này có thể là các acid amin hay các polypeptide chuỗi ngắn. Nhiều protease còn có thể xúc tác phản ứng thủy phân liên kết este, liên kết amid và phản ứng chuyển vị gốc acid amin [1] . Protease là một trong ba nhóm enzyme công nghiệp lớn nhất, chiếm khoảng 60% tổng lượng enzyme thương mại trên toàn thế giới, chúng được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực khác nhau, chẳng hạn như dệt may, chất tẩy rửa, da, thức ăn chăn nuôi, chất thải và các lĩnh vực khác [2-5]. Protease có nguồn gốc từ vi sinh vật là một trong những loại enzyme quan trọng nhất trên thị trường enzyme thế giới. Nhiều nhà nghiên cứu đã và đang tiếp tục tìm kiếm các protease có nguồn gốc từ vi sinh vật vì chúng có khả năng chịu được các 3
điều kiện khắc nghiệt, các cách để ngăn chặn hoạt động tự phân giải protein, ổn định ở pH tối ưu và tính đặc hiệu cao với cơ chất. Gần hai phần ba protease thương mại được sản xuất từ nấm mốc, nấm men và xạ khuẩn [6]. Trong đó, xạ khuẩn là một trong những nguồn quan trọng nhất được sử dụng để sản xuất protease, do có các đặc tính đáng chú ý như ổn định ở nhiệt độ cao, bền pH, bền trong dung môi hữu cơ, chất tẩy rửa và các hợp chất oxy hóa. Nhằm khai thác tối đa tiềm năng của Streptomyces sp., các nhà nghiên cứu đã phân lập chủng xạ khuẩn này từ nhiều nguồn khác nhau để nghiên cứu các đặc tính hóa sinh của hệ enzyme ngoại bào nói chung và protease ngoại bào nói riêng. Những đánh giá hiện tại tập trung vào việc so sánh các đặc tính của những protease khác nhau và các vấn đề phải đối mặt trong quá trình sản xuất và ứng dụng ở cấp độ công nghiệp. Hiểu rõ những vấn đề này sẽ giúp thúc đẩy protease vi sinh vật về mặt kinh tế và thương mại trên toàn thế giới. Mặc dù thực tế là có nhiều protease khác nhau đã được xác định, nhưng chỉ một số ít trong số chúng được ứng dụng vào công nghiệp vì đối với các ứng dụng công nghiệp, protease phải có tính ổn định trong các điều kiện tương đối khắc nghiệt, thường bao gồm các điều kiện khắc nghiệt về nhiệt độ, pH, sự có mặt của các chất ức chế và chất oxy hóa. Do đó, các enzyme ứng viên phải có cả tính phù hợp với quy trình và độ ổn định kéo dài nếu được dùng cho các ứng dụng công nghiệp [7]. Tuy nhiên, nhiều công trình nghiên cứu ở Việt Nam chỉ mới tập trung vào tuyển chọn, thu nhận những chủng xạ khuẩn có khả năng sinh tổng hợp enzyme ngoại bào nói chung và protease ngoại bào nói riêng, chưa có nhiều nghiên cứu sâu hơn về tối ưu hóa điều kiện nuôi cấy cũng như xác định các đặc tính hóa sinh của từng loại protease này. Với mục đích thiết lập cơ sở dữ liệu để so sánh, đánh giá với các nghiên cứu có liên quan ở trong và ngoài nước, tạo tiền đề cho các nghiên cứu tiếp theo trong lĩnh vực sản xuất và ứng dụng protease, chúng tôi tiến hành thực hiện đề tài: “Xác định đặc điểm hóa sinh của protease được thu nhận từ xạ khuẩn Streptomyces sp. CNXK72”. 2. Mục tiêu a) Mục tiêu tổng quát. 4
Xác định được các đặc điểm hóa sinh của protease được thu nhận từ xạ khuẩn Streptomyces sp. CNXK 72 b) Mục tiêu cụ thể. ▪ Xác định được điều kiện nuôi cấy thích hợp cho sự sinh tổng hợp protease từ xạ khuẩn Streptomyces sp. CNXK 72 ▪ Tinh sạch được protease của xạ khuẩn Streptomyces sp. CNXK 72 ▪ Xác định được các điều kiện tối ưu cho hoạt động của protease từ xạ khuẩn Streptomyces sp. CNXK 72 ▪ Xác định được các yếu tố liên quan đến việc bảo quản protease ▪ Xác định được động học của protease 3. Phương pháp nghiên cứu 3.1. Chủng giống Chủng xạ khuẩn Streptomyces sp. CNXK72 được lưu trữ trong Bộ sưu tập giống của Phòng thí nghiệm Công nghệ Vi sinh, Viện Công nghệ Sinh học và Thực phẩm, Trường Đại học Công nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh. 3.2. Phương pháp 3.2.1. Khảo sát điều kiện nuôi cấy thích hợp cho sự sinh tổng hợp protease + Nguồn carbohydrate: glucose, lactose, maltose, arabinose, starch + Nồng độ nguồn carbohydrate: 0,25; 0,5; 1,0; 2,0; 3,0; 4,0% + Nguồn nitrogen: hữu cơ (peptone, cao trùn, cao thịt) và vô cơ ((NH4)2SO4, NH4Cl, NH4NO3) + Nồng độ nitrogen: 0,1; 0,2; 0,3; 0,4; 0,5% + pH ban đầu của môi trường nuôi cấy: 5,0; 6,0; 7,0; 8,0; 9,0 + Nhiệt độ nuôi cấy: 25oC, 30oC, 35oC, 40oC, 45oC 3.2.2. Tinh sạch protease từ xạ khuẩn Streptomyces sp. CNXK72 + Tủa enzyme bằng muối ammonium sulfate 5
+ Thẩm tách bằng màng cellophane + Tinh sạch enzyme bằng phương pháp sắc ký lọc gel + Kiểm tra độ tinh sạch bằng SDS-PAGE 3.3.3. Xác định điều kiện tối ưu cho hoạt động của protease + Nhiệt độ phản ứng: 30oC, 40oC, 50oC, 60oC, 70oC, 80oC + pH phản ứng: 4,0; 5,0; 6,0; 7,0; 8,0; 9,0; 10,0 + Ảnh hưởng của ion kim loại: Na+, K+, Ca2+, Mn2+, Mg2+, Zn2+, Fe2+, Cu2+, Al3+ 3.3.4. Xác định các yếu tố liên quan đến việc bảo quản protease + Bền nhiệt: ủ enzyme ở các nhiệt độ -80oC, -20oC, 0oC, 8oC, 30oC, 40oC, 50oC, 60oC, 70oC, 80oC, 90oC, 100oC + Bền pH: ủ enzyme trong các buffer có pH 4,0-10,0 3.3.5. Xác định các thông số động học: KM và Vmax 4. Tổng kết về kết quả nghiên cứu Đề tài “Xác định đặc điểm hóa sinh của protease được thu nhận từ Streptomyces sp. CNXK72” đã đạt được một số kết quả như sau: + Chủng CNXK72 có quan hệ gần gũi với Streptomyces odorifer (NBRC 13365) + Môi trường nuôi cấy thích hợp cho sự sinh tổng hợp protease của Streptomyces sp. CNXK72: Gause I cải tiến + 0,5% maltose + 0,3% cao trùn, lắc 150 vòng/phút ở 30℃, pH 7,0 + Protease tinh sạch sau khi tủa phân đoạn với muối ammoni sulfate và chạy sắc ký lọc gel cho hoạt tính riêng là 811,98 U/mg với mức độ tinh sạch hơn 182 lần và hiệu suất thu hồi đạt gần 50%. Protease này có trọng lượng phân tử khoảng 46 kDa. + Protease có khả năng hoạt động trong khoảng nhiệt độ 30℃-80℃ (cao nhất ở 55℃), hoạt động trong pH 4,0-10,0 (cao nhất ở pH 7,0) + Na+ , K+ , Mg2+ và Ca2+ giúp tăng khả năng xúc tác cơ chất của protease. Trong khi đó các ion như Mn2+, Fe2+ thì gây ức chế mạnh mẽ hoạt động của protease, còn các ion Zn2+, Cu2+ và Al3+ thì gần như ức chế hoàn toàn hoạt động của protease từ Streptomyces sp. CNXK72 6
앞 7페이지만 표시됩니다. 전체를 보려면 자료를 다운로드하세요.
댓글이 없습니다. 첫 댓글을 남겨보세요!
댓글 (0)
댓글이 없습니다. 첫 댓글을 남겨보세요!