جداسازي و شناسايي مولكولي باكتري هاي توليد كننده L-آسپاراژيناز از خليج فارس

Isolation and molecular identification of L- asparaginase producing bacteria from Persian Gulf

سابقه و هدف: L-آسپاراژيناز يك ماده آنتي نيوبلاستيك مي باشد كه در شيمي درماني لوسمي لنفوبلاستيك حاد به كار مي رود. اين آنزيم در بسياري از جانوران و ميكروارگانيسم ها وجود دارد. با اين وجود باكتري ها منبع مناسبي براي استخراج اين آنزيم به شمار مي روند. اين مطالعه با هدف جداسازي و شناسايي مولكولي باكتري هاي توليد كننده L-آسپاراژيناز از خليج فارس انجام شد. مواد و روش ها: در مطالعه تجربي حاضر از نمونه هاي آب و رسوبات خليج فارس نمونه گيري به عمل آمد. به منظور غربالگري باكتري هاي توليد كننده L-آسپاراژيناز از محيط كشت M9 استفاده گرديد. پس از تهيه عصاره خام، ميزان فعاليت آنزيم با روش رنگ سنجي تعيين شد. 13 سويه كه داراي بيشترين فعاليت آنزيمي بودند، انتخاب و با روش PCR و تعيين توالي ژن 16S rRNA شناسايي گرديدند. يافته ها: در مجموع 181 كلني از نمونه هاي مورد بررسي جداسازي گرديد. از اين ميان 57 كلني توانايي توليد آنزيم L-آسپاراژيناز را داشتند. آناليز توالي ژن 16S rRNA نشان داد كه از مجموع 13 باكتري با بيشترين فعاليت آنزيمي، 8 سويه (61/5%) متعلق به جنس باسيلوس، دو سويه (15/4%) سودوموناس و 1 سويه به هر كدام از جنس هاي زوبللا (7/7%)، اوشنيموناس (7/7%)، و اسنيتوباكتر (7/7%) تعلق داشت. همچنين اسينتوباكتر سويهPG_14 كمترين فعاليت آنزيمي (IU 0/07) و سودوموناس سويهPG_01 بيشترين فعاليت آنزيمي (IU 6/1) را دارا بودند. نتيجه گيري: باكتري هاي جدا شده از خليج فارس منبع بالقوه اي از L-آسپاراژيناز مي باشند. از فعاليت بالاي سودوموناس سويهPG_01 مي توان به منظور توليد اين آنزيم استفاده نمود. مطالعه حاضر، اولين گزارش توليد L-آسپاراژيناز توسط جنس زوبللا مي باشد.

Abstract Background and Objectives: L- asparaginase is an anti-neoblastic agent used in the chemotherapy of acute lymphoblastic leukemia. This enzyme is widely distributed among microorganisms and animals. Microorganisms have proved to be a better alternative for L- asparaginase. The objective of this study was isolation and molecular identification of L- asparaginase producing bacteria from Persian Gulf. Material and Methods: In this study, samples were collected both water and sediments of Persian Gulf. An screening culture was performed on M9 in order to isolate the L- asparaginase producing bacteria. Next, after preparation of bacterial cell free suspension, the L- asparaginase activity was measured by Colorimertic method. Among producing L- asparaginase strains 13 isolates with high L-asparaginase activity were selected and their phylogeny were detected based on nucleotide sequence of 16S rRNA gene. Results: Totally, 57 isolates out of 181 achieved bacterial colonies were able to produce L- asparaginase. Based on 16SrRNA analysis, these 13 chosen isolates with high L-asparaginase producing ability belonged to Bacillus spp. (8 isolate, 61.5%), Pseudomonas spp. (2 isolate, 15.4%), Zobellella spp. (1 isolate, 7.7%), Oceanimonas spp. (1 isolate, 7.7%) and Acinetobacter (1 isolate, 7.7%). The highest and lowest L- asparaginase productivity was measured in Pseudomonas sp. PG-01 with 1.6 IU and Acinetobacter sp. PG-14 with 0.07 IU, respectively. Conclusion: Some marine bacterial strains isolated from Persian Gulf are potential source of L- asparaginase enzyme. Pseudomonas sp. PG-01 is especially useful for commercial production of this enzyme. In this study, the ability of Zobellella spp. for production of L- asparaginase is reported for first time.