بررسي تأثير آنزيم‌هاي سلولاز جدايه‌هاي جهش‌يافته قارچ Trichoderma harzianum و viride T. بر تجزيه زيستي سلولز Iα، Iβ و III

Investigating of the Influence of Cellulase Enzymes from Mutated Isolates of Trichoderma harzianum and T. viride on Biodegradation of Cellulose Iα, Iβ and III

در اين مطالعه، توليد آنزيم سلولاز و پروتئين خارج سلولي دو گونه از قارچ تريكودرما (Trichoderma harzianum و T. viride) و جهش‌يافته‌هاي آن‌ها بررسي شد. سنجش فعاليت آنزيم سلولاز با استفاده ازآويسل، كربوكسي متيل سلولز(III)، كاغذ صافي واتمن شماره 1 و سلولز باكتريايي (Iα) انجام شد. خصوصيات ساختار شيميايي اين تركيبات با استفاده از اسپكتروسكوپي مادون‌قرمز تبديل فوريه (FT-IR)، پراش اشعه ايكس(XRD) و ميكروسكوپ الكتروني روبشي(SEM) بررسي شد. تصاوير ميكروسكوپ الكتروني نشان داد كه سلولز باكتريايي ساختار فيبري ظريف‌تري در مقايسه با آويسل و كربوكسي متيل سلولز دارد. نسبت ضخامت فيبر سلولز باكتريايي در مقايسه با آويسل تقريباً 1 به 30 بود. ارزيابي‌هاي اسپكتروسكوپي مادون‌قرمز و پراش اشعه ايكس نشان داد كه CMC حاوي گروه‌هاي كربوكسيليك بر روي ساختار خود است و كريستاليزاسيون آن 84/81% مي‌باشد. كريستاليزاسيون آويسل و سلولز باكتريايي نشان داد كه شاخص كريستاليزاسيون آويسل (15/89%) بيشتر از سلولز باكتريايي (44/66%) مي‌باشد. هر دو گونه و جهش‌يافته‌هاي آن‌ها مقادير مختلفي از پروتئين خارج سلولي را در محيط تخمير توليد كردند. در جدايه‌هاي T.harzianum بالاترين ميزان فعاليت آنزيم سلولاز به‌ترتيب در جدايه‌هاي جهش‌يافته Th M7 و Th M6 و در جدايه‌هاي T. viride بالاترين فعاليت آنزيمي به‌ترتيب در جدايه‌هاي جهش‌يافته Tv M14، Tv M15 مشاهده گرديد. اندازه‌گيري فعاليت آنزيمي با استفاده از سلولز باكتريايي مقادير بالاتري از فعاليت را در مقايسه با سوبستراهاي آويسل و كاغذ صافي نشان داد كه اين امر نشانه قابليت دسترسي بالاي سلولز باكتريايي يا سلولز Iα براي تجزيه زيستي در مقايسه با آويسل يا سلولز Iβ مي‌باشد.

In this research,two strain of Trichoderma (T. harzianum and T. viride) and their mutants were used for cellulase enzyme production. The Avicel, CMC(III), Bacterial Cellulose (Iα) and Whatman NO.1 filter paper, were used for cellulase activity assay. Their chemical structural properties were investigated by FT-IR, XRD and SEM compared to Avicel. The molecular weight of cellulase enzymes were studied using SDS-PAGE. The SEM image of substrates, showed more delicacy of BC fibers relative to Avicel and CMC. The diameter ratio of BC to Avicel is approximately 1/30 or less. The FTIR spectroscopy and XRD assessments designated that the produced CMC is carrying a carboxylic group and its crystallinity is 81.84. The crystallinity of the Avicel and BC were demonstrated that the crystallinity index of Avicel (89.15%) was more than that of bacterial cellulose (66.44%). Both species and their mutants produced varying amounts of extracellular proteins in the fermentation medium. In T. harzianum and its mutants, the highest cellulase enzyme activity were showed in Th M7 and Th M6, respectively and in T. viride and its mutants, the highest enzymatic activity of mutant strains was observed in Tv M14, Tv M15, respectively. The results showed that bacterial cellulose is a good substrate for total cellulase activity assay, because it has the highest enzyme activity compared to filter paper and avicel; so it signs a high potential of accessibility for cellulose Iα biodegradability compared to cellulose Iβ.