بهينه‌سازي توليد آنزيم لاكاز نوتركيب توسط مخمر يارروويا ليپوليتيكا در محيط‌كشت حاوي گلوكز به عنوان منبع كربن با روش تاگوچي

Optimization of recombinant laccase production by Yarrowia lipolytica in a medium containing glucose as carbon source with Taguchi method

مقدمه: لاكازها ازجمله آنزيم‌هاي اكسيداز حاوي مس هستند كه اكسيژن مولكولي را براي اكسيدكردن تركيبات مختلف آروماتيك و غيرآروماتيك استفاده مي‌كنند. لاكاز در ليگنين‌زدايي تركيبات ليگنوسلولزي براي توليد بيواتانول، زيست‌پالايي پساب‌هاي صنعتي به‌ويژه صنايع منسوجات و غذايي و همچنين ساخت زيست‌حسگرها به كار برده مي‌شود. مواد و روش ها: روش طراحي آزمايش تاگوچي براي بهينه‌سازي توليد لاكاز در سويه مخمر نوتركيب يارروويا ليپوليتيكا YL4 و آرايه متعامد شانزده‌تايي تاگوچي براي بهينه‌كردن منابع كربن و نيتروژن همراه با ويتامين در چهار سطح استفاده شد. نتايج: نتايج نشان دادند كه به‌ترتيب گلوكز، كلريدآمونيوم، عصاره مخمر و تيامين روي توليد لاكاز اثر بسياري دارند. فعاليت لاكاز پس از بهينه‌سازي محيط‌كشت به 1/52 واحد در ميلي‌ليتر رسيد كه بيش از 7/6 برابر محيط‌كشت غيربهينه است. بحث و نتيجه گيري: بر اساس تجزيه وتحليل نتايج، روش طراحي آزمايش تاگوچي رويكرد موفقي براي افزايش توليد لاكاز و پروتئين‌هاي نوتركيب در مخمر يارروويا ليپوليتيكا است.

Introduction: Laccases (EC 1.10.3.2; benzenediol: oxygen oxidoreductase) are copper-containing oxidases that use molecular oxygen to oxidize various aromatic and non-aromatic compounds. Laccase is applied in delignification of lignocellulosic compounds for production of bioethanol, bioremediation of industrial wastewaters especially textile, food industries, and making biosensors. Materials and methods: The Taguchi experimental design method was used for optimization of laccase production in recombinant strain Yarrowia lipolytica YL4. A L-16 Taguchi orthogonal array was used to optimize the carbon and nitrogen sources along with vitamin in four levels. Results: The results showed that glucose, ammonium chloride, yeast extract and thiamine have significant effects on the production of laccase, respectively. The laccase activity reached to 1.52 U/mL after optimization of medium which is 7.6-fold higher than un-optimized medium. Discussion and conclusion: According to the analysis of results, the Taguchi experimental design method is a successful approach to increase laccase and recombinant proteins production in Y. lipolytica.