جداسازي و شناسايي باكتري نمك دوست نسبيSL-7 Halobacillus sp. با پتانسيل زي تبديلي ال-تيروزين به ال-دوپا

Isolation and Identification of Halobacillus sp. SL-7: A moderately halophilic bacterium with potential biological converting L-tyrosine into L-dopa

ال- دوپا (3و 4 دي هيدروكسي فنيل ال- آلانين) اولين بار در دهه 1960ميلادي معرفي شد و همچنان به‌عنوان موثرترين دارو در درمان بيماري پاركينسون است. در اين مطالعه، براي نخستين بار جداسازي سويه هاي باكتري نمك دوست نسبي تجزيه كننده ي ال-تيروزين و امكان استفاده از آنها بعنوان كاتاليزگر در زي‌تبديلي ال-تيروزين به ال-دوپا انجام شد. با استفاده از تكنيك غني سازي در محيط حاوي ال-تيروزين، سويه باكتري تجزيه كننده ال-تيروزين كه بيشترين توانايي را در زي تبديلي ال-تيروزين به ال-دوپا را دارا بود با استفاده از روش هاي فنوتيپي و ملكولي شناسايي و توالي نوكلئوتيدي 16S rDNA آن در بانك ژني NCBI به عنوانsp. SL7 Halobacillus ثبت شد. با هدف افزايش راندمان واكنش زي تبديلي و جلوگيري از تجزيه بيشتر متابوليت توليدي (ال-دوپا)، ميزان ال-دوپاي توليد شده تحت استراتژي سلولهاي در حال استراحت و با استفاده از روش هاي بهينه سازي تك فاكتوري در سويه مذكور سنجش شد. براساس نتايج بدست آمده، بهترين شرايط براي زي تبديلي عبارت است از ال- تيروزرين در غلظت 5/1 گرم در ليتر.، توده زيستي در غلظت 5/7 گرم در ليتر، يون مس در غلظت 03/0 گرم در ليتر و پپتون در غلظت 1 گرم در ليتر بعنوان سوبستراي كمكي. تحت شرايط بهينه شده فوق غلظت ال- دوپاي بدست آمده پس از 36 ساعت گرماگذاري 75/0 گرم در ليتر با راندمان مولي 2/46% است. مطالعه اخير نخستين گزارش از زي تبديلي ال- تيروزين به ال- دوپا بوسيله سول هاي در حال استراحت سويه باكتري نمك دوست نسبي sp. SL7 Halobacillus است.

L-DOPA (L-3, 4-dihydroxyphenylalanine) was first discovered in the 1960s as the most effective treatment for Parkinson's disease. In the present research, for the first time, isolation and identification of L-tyrosine-degrading moderately halophilic bacteria and evaluation their ability as biocatalyst for the bioconversion of L-tyrosine into L-dopa was studied. Using enrichment technique in tyrosine-containing medium, the L-tyrosine-degrading strain SL-7 with the highest ability to bioconvert L-tyrosine into L-dopa was phenotypically and molecularly characterized and its 16S rDNA sequence was submitted as Halobacillus sp. SL-7. In order to increase the reaction efficiency and prevent the degradation of the metabolites (L-dopa), One-factor-at-a-time optimization method was used to improve the yield of L-dopa in conversion reaction under resting cells of Halobacillus sp. SL-7. Based on our results, the optimum bioconversion conditions for the production of L-dopa can be summarized as follows: initial tyrosine concentration 1.5 g/l, biomass concentration 7.5 g/l, copper concentration 0.03 g/l and peptone at the concentration 1 g/l as cosubstrate. Under these conditions, the maximal L-dopa concentration (0.75 g/l with a molar yield of 46.2%) was achieved after a 36 h reaction. This is the first report on the potential of resting cells of Halobacillus sp. SL-7, A moderately halophilic bacterium with ability biological converting L-tyrosine into L-dopa.