Журнал микробных и биохимических технологий

Абстрактный

Оптимизация параметров процесса твердофазной ферментации и выщелачивания для улучшения продукции ксиланазы эндофитными Streptomyces sp. ESRAA-301097

Мерват М.А. Эль-Генди и Ахмед М.А. Эль-Бондкли

В ходе нашей программы поиска микробных эндофитов лекарственных растений (Cympobogon proximus, Anethum graveolens, Artemisia judaica и Corchorus olitorius) эндофитный штамм Streptomyces sp. ESRAA-301097, полученный из Cympobogon proximus, оказался гиперпроизводителем ксиланазы. Скрининг различных локально доступных агропромышленных остатков в качестве субстратной поддержки для производства ксиланазы в условиях SSF выявил смесь пшеничных отрубей (WB); Жмых сахарного тростника (SCB) с кукурузным початком (CC) в соотношении 0,5:1:1 в качестве эффективного индуктора для индукции продукции ксиланазы ESRAA-301097, поскольку он дал самую высокую производительность фермента (2364 Ugds-1) на 4-й день ферментации по сравнению с индивидуальными WB, SCB или CC (1167, 1241 или 1404 Ugds-1) после 3, 4 и 4 дней инкубации. Продукция ксиланазы была увеличена до 3819 Ugds-1 после оптимизации физических параметров процесса, включая температуру 30-40°C, pH 7,0, уровень инокуляции 107 спор gds-1, 80-85 % начального содержания влаги и размер частиц субстрата 800 мкм. Общее увеличение выработки фермента на 23,96 % было достигнуто при использовании смеси соевого и кукурузного твердого экстракта в качестве источника азота, но никакого увеличения не было получено ни с одним из добавок углерода или металла. В то время как выход ксиланазы был выявлен до 5709,2 Ugds-1 при добавлении Tween 20, SDS подавил ее выработку до 750,29 Ugds-1. Оптимизированными параметрами выщелачивания для эффективного извлечения ксиланазы (6312,45 Ugds-1) из ферментированной твердой смеси были обнаружены цитратный буфер (0,1 М, pH 4,0), содержащий 0,2% Tween 80 в качестве выщелачивающего агента, объем экстрагента 1:8 - 1:10 (w/v), время замачивания 120 мин, выщелачивание pH 4 и температура выщелачивания 50 °C при перемешивании со скоростью 150 об/мин. Общий уровень очистки Streptomyces sp. ESRAA-301097 в 44,61 раза и восстановление ксиланазы 32,52% были достигнуты при удельной активности 493,48 Umg-1. Очищенный фермент показал одну белковую полосу на SDS-PAGE, что указывает на мономерную природу фермента с молекулярной массой ~31,5 кДа. Кроме того, в то время как ингибиторы цистеиновой протеазы (1, 10-фенантролин и дитиотреитол), металлопротеазы (ЭДТА и ЭГТА) и тиопротеазы (йодацетамид и п-хлормеркурибензоат) не оказали или оказали незначительное влияние на активность ксиланазы, ингибитор сериновой протеазы (PMSF) заметно снизил ее.