جداسازي و بهينه‌سازي آﻧﺰﻳﻢ ال - آﺳﭙﺎراژﻳﻨﺎز فاقد فعاليت گلوتامينازي ﺗﻮﺳﻂ سراشيا مارسسنس ﺟﺪاﺳﺎزي ﺷﺪه از منابع طبيعي

Isolation and optimization of glutaminase-free L-asparaginase enzyme producing Serratia marcescens isolated from natural sources

سابقه و هدف: آﻧﺰﻳﻢ ال - آﺳﭙﺎراژﻳﻨﺎز به ﻋﻨﻮان ﻳﻜﻲ از ﺑﻬﺘﺮﻳﻦ داروﻫﺎي ﺿﺪ ﺳﺮﻃﺎن ﺧﻮن ﺷﻨﺎﺧﺘﻪ ﺷده است. ﺑﺎ ﺗﻮﺟـﻪ ﺑـﻪ اﻳﻦ ﻛﻪ آﺳﭙﺎراژﻳﻨﺎزﻫﺎي داروﺋﻲ موجود، از ﻣﻨﺎﺑﻊ ﺑﺎﻛﺘﺮﻳـﺎﻳﻲ ﻣـﻲﺑﺎﺷـﻨﺪ، ﻫـﺪف از اﻳـﻦ پژوهش ﻳـﺎﻓﺘﻦ ﺑـﺎﻛﺘﺮي ﻫـﺎي ﺗﻮﻟﻴـﺪ ﻛﻨﻨـﺪه اين آنزيم از نمونه‌ هاي طبيعي مي باشد. ﻣﻮاد و روشﻫﺎ: سويه هاي باكتريايي مولد ال - آسپاراژيناز از انواع مختلفي از نمونه‌هاي طبيعي ﺟﺪاﺳﺎزي شدند. جداسازي اوﻟﻴـﻪ با استفاده از ﻣﺤﻴﻂ ﻧﻮﺗﺮﻳﻨﺖ آﮔﺎر و ﺳﭙﺲ محيط آسپارژين دكستروز سالت آﮔﺎر حاوي فنل رد انجام شد. كلني هاي داراي هاله صورتي و مولد ال - آسپاراژيناز براي مطالعه فعاليت آنزيمي و نيز شناسايي با روشﻫﺎي ﺑﻴﻮﺷﻴﻤﻴﺎﻳﻲ و مولكولي انتخاب گرديدند. ﻓﻌﺎﻟﻴﺖ آﻧﺰﻳﻤﻲ توسط روش نسلر اندازه گيري شد. به منظور بهينه سازي توليد آنزيم برخي از فاكتورها مانند ﻣﻨﺒﻊ ﻛﺮﺑﻦ، ﻧﻴﺘﺮوژن و pH مورد بررسي قرار گرفتند. يافته‌ ها: از ميان 133 جدايه، يكي از سويه هاي جدا شده از چربي مرغ داراي فعاليت ال - آسپاراژينازي بالا (8/92 واحد بر ميلي‌گرم) و فاقد فعاليت گلوتامينازي بود. جدايه اﻧﺘﺨﺎب ﺷﺪه به عنوان سراشيا مارسسنس سويه 100 معرفي و با شماره دسترسي KX821734 در بانك ژني NCBI ثبت گرديد. ﺷﺮاﻳﻂ ﺑﻬﻴﻨﻪ محيط كشت به منظور توليد اين آنزيم شامل مالتوز 1.5 درﺻﺪ ﺑﻪ ﻋﻨﻮان ﻣﻨﺒﻊ ﻛﺮﺑﻦ، آمونيوم سولفات يك درصد به ﻋﻨﻮان ﻣﻨﺒﻊ ﻧﻴﺘﺮوژن و 6/8 pH بود. نتيجه‌ گيري: با توجه به كاربرد آنزيم ال - آﺳﭙﺎراژﻳﻨﺎز در زمينه‌ هاي مختلف دارويي، پس از انجام مطالعات بيشتر باليني بر روي اين آنزيم، جدايه حاصل مي تواند يك گزينه مناسب صنعتي براي توليد آنزيم ال - آﺳﭙﺎراژﻳﻨﺎز باشد.

Background & Objectives: L-asparaginase enzyme is known as one of the best antineoplastic drugs. Since the available commercial asparaginases are from bacterial sources, the aim of this study was to identify and isolate the L-asparaginase- producing bacteria from natural sources. Materials & Methods: Asparaginase- producing bacterial strains were isolated from various natural sources. The primary isolation was performed on nutrient agar and asparagine dextrose salts (ADS) agar medium, supplemented with phenol red. Asparaginase- producing colonies with pink color zone were selected for enzyme activity study, and identification using biochemical and molecular tests. Enzyme activity was determined using Nessler’s method. Some factors such as carbon, nitrogen source, and pH were examined to optimize enzyme production process. Results: Among 133 isolates, the strain isolated from chicken fat exhibited high glutaminase-free L-asparaginase enzyme activity (8.92 U/mg). The selected isolate was identified as Serratia marcescens strain 100 and was registered with accession number KX821734 in NCBI GenBank. The optimal enzyme-producing conditions were as follows: 1.5% (w/v) maltose as a carbon source, 1 % (w/v) ammonium sulfate as the nitrogen source, and initial pH of 6.8. Conclusion: Considering the use of L-asparaginase enzyme in various pharmaceutical fields, this strain could be a suitable option for industrial production of the enzyme after further clinical studies.