تخليص آنزيم گزيلاناز (EC:3.2.1.8)از باكتري باسيلوس استياروترموفيلوس (ATCC12980) و بررسي اثر آن در تجزيه گزيلان

Purification of xylanase (EC:3.2.1.8) from Bacillus stearothermophilus (ATCC 12980) and study of the effect’s on xylan degradation

ماده گزيلان يك پلي ساكاريد ناهمگن بوده و بخش عمده همي سلولز ديواره سلولي گياهان را تشكيل مي دهد. گزيلانازها (EC 3.2.1.8) آنزيمهايي هستند كه از گونه هاي مختلف ميكروارگانيسم ها استخراج گرديده اند. اين آنزيمها قادرند اتصال قندهاي D- گزيلوز را در ماده گزيلان تخريب نمايند و باعث آزاد شدن قند مذكور از گزيلان گردند. در اين تحقيق آنزيم گزيلاناز از محيط كشت باكتري باسيلوس استياروترموفيلوس (ATCC 12980) به وسيله چندين روش آزمايشگاهي نظير رسوب با سولفات آمونيوم، سانتريفوژ و كروماتوگرافي هاي ژل فيلتراسيون با سفادكس G-100 و تعويض يوني با دي اتيل آمينو اتيل- سلولز تخليص گرديد. در كروماتوگرافي ستوني دي اتيل آمينو اتيل- سلولز سه پيك مجزا مشاهده گرديد كه فقط يك پيك فعاليت گزيلانازي از خود نشان داد و درجه تخليص به دست آمده از فراكسيونهاي اين پيك معادل 09/63 تعيين شد. فعاليت ويژه آنزيم تخليص شده برابر با 7/87 واحد بين المللي بر ميلي گرم به دست آمد و بازده تخليص آن 45/17 درصد بود. همچنين آنزيم تخليص شده حداكثر فعاليت هيدروليزي بر روي گزيلان را در pH معادل 7 و 60 درجه سانتي گراد نشان داد. اين آنزيم توانست گزيلان را در طي 16 ساعت تجزيه نمايد. بررسي محصولات انتهايي هيدروليز گزيلان توسط كروماتوگرافي كاغذي بر اين دلالت داشت كه آنزيم گزيلاناز تخليص شده نوعي اِندوگزيلاناز مي باشد. با توجه به نتايج به دست آمده مشخص گرديد كه آنزيم گزيلاناز تخليص شده از باكتري مذكور جهت استفاده در صنعت بسيار مناسب مي باشد.

Xylan the major portion of the hemicellulose of plant cell walls are heterogeneous polysaccharides. Xylanases (EC:3.2.1.8) are enzymes obtained from different species of microorganisms that degrade the xylosidic linkages of xylan’s backbone producing xylose with other monoresidues. In this study xylanase enzyme was purified from culture supernatant of Bacillus stearothermophilus (ATCC 12980) by ammonium sulfate precipitation, gel filtration on sephadex G-100 followed by ion exchange chromatography on DEAE-cellulose. In DEAE- cellulose column chromatography, three protein peaks F-1a, F-1b and F-1c were appeared. Among these peaks, only F-1b showed xylanase activity and the degree of purification attained 63.09 fold. The specific activity and purification fold of the purified xylanase was 87.7 U/mg of protein and 17.45, respectively. The enzyme gave maximum activity against xylan as substrate at pH 7.0 and temperature at 60°C. In paper chromatography xylose was detected as the hydrolysis products of oat-spelt xylan by the xylanase at 16 h. These results indicate that xylanase of Bacillus stearothermophilus (ATCC 12980) was endoxylanase. In conclusion, these data suggested that purified xylanase can be suitable for industrial applications.