غربالگري مولكولي سراشيا مارسيسنس توليد كننده پروتياز خارج سلولي از محيط هاي مختلف غرب مازندران

Molecular screening and of extracellular protease producing Serratia marcescens from the different environments of west Mazandaran

سابقه و هدف: پروتيازها يكي از مهم ترين آنزيم هاي كاربردي در بيوتكنولوژي و صنايع مختلف مانند صنايع چرم، صنايع غذايي، داروسازي، شوينده ها و غيره مي باشند. ميكروب ها به دليل رشد سريع، سهولت كشت، دستكاري ژنتيكي در جهت توليد بهينه آنزيم، از منابع عمده توليد پروتيازها به شمار مي روند. اين مطالعه با هدف جداسازي سويه هاي سراشيا مارسيسنس از منابع طبيعي غرب مازندران و ارزيابي قابليت توليد آنزيم پروتياز انجام شده است. مواد و روش ها: اين پژوهش به صورت مقطعي بر روي150 نمونه جمع آوري شده از عمق 0 تا 10 سانتي متري خاك ها و آب هاي مناطق غرب مازندران انجام شد. به منظور جداسازي و شناسايي اوليه ميكروارگانيسم هاي داراي فعاليت پروتيوليتيك از محيط كشت Skim milk agar و آزمون هاي يوشيميايي استفاده شد. پس از استخراج DNA و با استفاده از پرايمر اختصاصي ژن 16S rDNA گونه سراشيا مارسيسنس شناسايي گرديد. سپس بهينه سازي دمايي و زماني بر روي سويه هاي برتر مولد آنزيم انجام شد. همچنين وزن مولكولي تقريبي آنزيم به وسيله رسوب دهي پروتيين و روش SDS-PAGE تعيين گرديد. يافته ها: در مجموع از 2 سويه سراشيا مارسيسنس جداسازي شده در اين مطالعه، نمونهN به عنوان سويه جديد با نام سراشيا مارسيسنس سويه 424 در بانك جهاني ژن با شماره KC790390 به ثبت رسيد. اين دو سويه بيشترين مقدار توليد آنزيم را در دماي 37 درجه سانتي گراد و در مدت 24 ساعت نشان دادند. بيشترين توليد آنزيم مربوط به سراشيا مارسيسنس سويه 424 با فعاليت معادلU/ml 199/80و وزن مولكولي 52 كيلو دالتون بود. نتيجه گيري: نتايج به دست آمده در اين مطالعه نشان دهنده پتانسيل بالاي سراشيا مارسيسنس سويه 424 در توليد پروتياز و سراشيوپپتيداز مي باشد. بنابراين ارزيابي پتانسيل كاربردي اين آنزيم ها در صنايع مختلف پيشنهاد مي شود.

Background and Objectives: Proteases are a useful family of enzymes in microbiology with applications in leather industry, food industry, pharmacy, cleaners, and many other industries. Due to rapid replication, fast growing and facility in their genetic manipulations, microorganisms are used as the main resources of production of proteases. This paper aimed to isolate the Serratia marcescens strains from the natural environments at western Mazandaran, with the ability to produce proteolytic enzymes. Materials and Methods: In the present study, 150 natural samples were taken from different depth (0-10 cm) of soils and waters located at western part of Mazandaran. In order to isolate and to identify the microorganisms the samples were grown on Skim milk agar, and the isolates were underwent different biochemical tests. Next, Serratia marcescens strains were screened by molecular tests and 16SrRNA. After isolation of the strains, several time and temperature optimization steps were performed on the most potent enzyme producing strains. As well, approximate molecular weight of the enzymes were measured abased on protein deposition and SDS-PAGE. Results: Only two isolates were identified as Serratia marcescens. One of the two isolates belongs to a novel strain nominated as Serratia marcescens 424, which recorded in Genbank as KC790390. These two isolates could produce high levels of proteolytic enzyme in 24 hours under 37oC. The highest amount of enzyme belonged to a 52 Dalton molecular weight isolated from Serratia marcescens 424. Conclusion: Our studies show a high potential of the isolated Serratia marcescens strains in production of protease and Serratiopeptidase. As a result these strains can be useful in various industries.