بررسي آنزيم سفالوسپورين آسيلاز در برخي باكتري‌هاي گرم منفي جدا شده از نمونه‌هاي باليني جهت توليد آنتي‌بيوتيك‌هاي نيمه سنتزي سفالوسپوريني در صنايع داروسازي

A Study on Cephalosporin Acylase Enzymes in Some Gram-Negative Bacteria Isolated from Clinical Samples for Producing Cephalosporin Semi-Synthetic Antibiotics in Pharmaceutical Industries

زمينه و هدف: سفالوسپورين آسيلازها پپتيدازهاي بسيار تخصص يافته‌اي هستند كه قادرند پيوند آميدي بين يك هسته بتالاكتام و يك زنجيره‌ي جانبي را بدون تخريب حلقه‌ي بتالاكتام بشكنند. اين آنزيم سفالوسپورين C را به 7-آمينوسفالوسپورانيك اسيد (7-ACA) تبديل مي‌كند. 7-ACA حدواسط مهم براي سنتز سفالوسپورين‌هاي نيمه سنتتيك در صنايع داروسازي مي‌باشد. هدف از اين مطالعه، غربالگري و بهينه سازي سويه‌هايي است كه بيشترين مقدار توليد آنزيم سفالوسپورين آسيلاز جدا شده از نمونه‌هاي باليني در ميان برخي باكتري‌هاي گرم منفي مولد آنزيم سفالوسپورين آسيلاز دارا مي‌باشد. روش بررسي: از مجموع60 سويه جمع‌آوري شده از چندين بيمارستان در نقاط مختلف شهر تهران سويه‌هاي باليني سودوموناس، اسينتو باكتر و اشرشياكلاي جدا شد. ابتدا با روش آنتي‌بيوگرام سويه‌هاي مقاوم تفكيك شده سپس فعاليت آنزيم با دستگاه اسپكتروفتومتريك سنجيده شد. پس از شناسايي و جداسازي سويه‌هاي مولد آنزيم، اثر مولفه‌هاي زمان، دما، pH و ميزان هوادهي محيط كشت بر ميزان توليد آنزيم بررسي شد. يافته‌ها: در اين مطالعه از ميان سه گروه باكتري‌هاي ذكر شده، سويه‌اي از سودوموناس آيروژينوزا فعاليت سفالوسپورين آسيلازي قابل توجهي از خود نشان داد. فعاليت بهينه براي اين گونه در مولفه‌هاي pH معادل 8، زمان گرماگذاري 48 ساعت، دماي 37 درجه‌ي سانتي‌گراد و مولفه هوادهي با دور rpm150 به دست آمد. نتيجه گيري: يافته‌هاي اين مطالعه نشان مي‌دهد كه سويه سودوموناس نسبت به ساير سويه‌هاي بررسي شده در اين مطالعه، فعاليت سفالوسپورين آسيلازي قابل توجهي از خود نشان مي‌دهد و همچنين اين سويه مي‌تواند براي توليد صنعتي آنزيم يا كارهاي تحقيقاتي مورد استفاده قرار گيرد. واژگان كليدي: سفالوسپورين آسيلاز، بهينه‌سازي، سفالوسپورين، 7 -آمينوسفالوسپورانيك اسيد، باكتري‌هاي گرم منفي بيماري‌زا

Background and Objective: Cephalosporin acylases (CA) are highly specialized peptidases that are able to break down the amide bond between the lactam nucleus and lateral chain without destruction of beta-lactam ring. This enzyme transmutes the cephalosporin C to 7-ACA. The 7-ACA is an important intermediate in synthesizing the semi-synthetic cephalosporin in pharmaceutical industries. The purpose of this study was to screen and optimize the species having maximum amount of production of cephalosporin acylase enzyme isolated from clinical samples among some gram- negative bacteria producing cephalosporin acylase. Materials and Methods: Out of a total of 60 species gathered from several hospitals in different places of Tehran city, the clinical species such as Pseudomonas, Acintobacter and Escherichia coli were isolated. At first, the resistant species were differentiated by antibiogram method. Then, the activity of enzyme was measured by spectrophotometer. After identification and isolation of the enzyme producing species, the effect of factors such as time, temperature, pH and the amount of aeration of cultivation environment on the amount of enzyme production was investigated. Results: In this study, among the three groups of bacteria mentioned above, a species of Pseudomonas aeroginosa showed a significant cephalosporin acylases activity. Optimum activity for this species regarding the mentioned factors was estimated as follows: pH 8, incubation time 48 h, temperature 37 C and the component of aeration was 150 rpm. Conclusion: The findings point out that Pseudomonas species has a significant cephalosporin acylases activity compared with other species examined in this study. Therefore, this species may have implication for industrial production of the above mentioned enzyme and also can be used in related researches. Keywords: Cephalosporin acylase, Optimization, Cephalosporin, Cephalosporin -7 - Aminocephalosporanic acid, Pathogenic gram-negative bacteria