بررسي توانمندي توليد آنزيم يوريكاز توسط سويه‌هاي نمك‌دوست بومي ايران و بهينه‌سازي توليد آنزيم

A Study on the Potential of Uricase Production by Halophilic Bacteria and Enzyme Production Optimization

آنزيم يوريكاز (EC 1.7.3.3) در دهه 1970 براي اولين‌بار براي پيشگيري از افزايش غلظت اوريك‌اسيد در خون و تشكيل بلورهاي اورات استفاده شد. اين آنزيم بعدها به‌صورت نوتركيب استفاده شد اما به‌علت واكنش ايمني بيماران به اين پروتئين بيگانه براي بدن، تلاش‌ها براي يافتن منابع جديدي از اين آنزيم با ويژگي‌هاي مطلوب‌تر ادامه دارد. با توجه به اهميت باكتري‌هاي نمك‌دوست و تحمل‌پذير نمك در توليد آنزيم‌هايي با ويژگي‌هاي منحصربه‌فرد، در اين پروژه 85 سويه از اين باكتري‌ها كه در مطالعات پيشين از درياچه اروميه جداسازي شده بودند، براي توليد آنزيم يوريكاز بررسي شدند و بهترين سويه توليدكننده براساس توالي‌يابي ژن 16S rRNA بيش از 99% به هالوموناس سولفيداريس (Halomonas sulfidaeris) شباهت نشان داد. در ادامه با تغيير فاكتورهاي محيطي و فيزيكوشيميايي محيط كشت، مهم‌ترين عوامل موثر بر توليد يوريكاز توسط اين باكتري شناسايي و با استفاده از روش بهينه‌سازي سطح پاسخ توليد آنزيم بهينه شد. در شرايط بهينه ميزان توليد آنزيم در 8=pH، دماي °C34/5، غلظت كلريدسديم 3% و غلظت اوريك‌اسيد 7/5گرم بر ليتر به 32/5واحد بر ميلي‌ليتر افزايش يافت كه در مقايسه با گزارشات موجود، مقدار قابل توجهي است. اين سويه مي‌تواند در تحقيقات بعدي در مورد كاربردهاي درماني آنزيم مقاوم به نمك آن مورد استفاده قرار بگيرد.

Uricase (EC 1.7.3.3) was first utilized in the 1970s, to prevent the uric acid increase in the blood stream and the formation of urate crystals. Later, this enzyme was produced using recombinant DNA technology. However, immunogenic responses towards the alien protein in some patients has led to searching for new uricases with more desirable properties. Considering the interesting characteristics of enzymes of halophilic and halotolerant bacteria, the potential of 85 native Iranian halophilic bacteria isolated from Urmia salt lake for uricase production was evaluated, and the best producer was identified by means of 16S rRNA gene sequencing with more than 99% similarity to Halomonas sulfidaeris. In the following, significant physicochemical and environmental factors for optimal production of uricase by the selected strain were determined. The best combination of effective factors for the enzyme production was identified by Response Surface Methodology (RSM). The optimum enzyme production was found to be at pH=8, 34.5°C, 3% NaCl, and 7.5g/L of uric acid which resulted in the significant production of 32.5U/ml. This strain can be used in subsequent studies regarding the therapeutic application of this halotolerant enzyme.