استخراج و بررسي پايداري و پارامترهاي ترموديناميكي يكي از پلي گالاكتورونازهاي قارچ Macrophomiona phaseolina

Extraction of a polygalacturonase from Macrophomiona phaseolina and analysis of its stability

پپلي گالاكتورونازها (GH28)، عمدتاً در گياهان سبب هيدروليز سوبستراي پكتيني مي شوند. پلي گالاكتورونازها به طور گسترده در گياهان عالي و ميكروارگانيسم ها موجود مي باشند. استخراج پلي گالاكتوروناز از منابع قارچي، به علت بازدهي بالاي توليد، كاربرد فراوان دارد. در اين پژوهش، قارچ M. phaseolina، عامل بيماري پوسيدگي ذغالي، براي توليد پلي گالاكتوروناز در محيط توليد آنزيم كشت و عصاره قارچي جدا گرديد. بيشترين فعاليت پلي گالاكتورونازي محلول آنزيمي، در دماي 60 درجه سانتي گراد بود. اين آنزيم از پايداري دمايي و اسيديته بالايي برخوردار است به طوريكه، نيمه عمرحرارتي آن در دماي 50 و 70 درجه سانتي گراد به-ترتيب حدود 627 و 345 دقيقه و ميزان تغييرات انرژي آزاد غير فعال سازي حرارتي آنزيم در دماي 70 درجه سانتي گراد تقريبا معادل 114 كيلو ژول بر مول بود كه حاكي از پتانسيل بالاي اين آنزيم جهت كاربرد در صنايع مي باشد. اين آنزيم از پايداري بسيار بالايي در شرايط بسيار اسيدي و قليايي برخوردار است. بررسي و مقايسه خصوصيات بيوشيميايي پلي گالاكتورونازهاي منابع مختلف قارچي با استفاده از برنامه ProtParam نيز پلي گالاكتورونازهاي M. phaseolina را در گروه پايدارترين پلي گالاكتورونازهاي قارچي قرار داد.

Polygalacturonases (GH28) hydrolyze the pectic substances, present mostly in plants. Polygalacturonases are widely distributed among microorganisms and higher plants. Microbial polygalacturonases, mainly produced by fungi, are utilized in many largescale industrial processes. Production of a polygalacturonase from a fungal phytopathogen, M. phaseolina was evaluated. M. phaseolina was cultured in production medium. The crude extract was separated from fungal cells. The highest enzyme activity was observed at 60 °C. This enzyme had a high stability at wide ranges of pH and temperature and exhibited a t1/2 of 400 min at 70 °C. The value for free energy of the heat inactivation at the temperature of 70 °C was about 108 kJ, suggesting its potential to be used as an industrial enzyme. Analysis of biochemical characteristics of polygalacturonase from different fungi using ProtParam demonstrated that the M. phaseolina polygalacturonase was amongst the most stable fungal polygalacturonases.