สืบค้นงานวิจัย
ศึกษาสมบัติและสภาวะที่เหมาะสมในการผลิตของเอนไซม์อัลคาไลน์โปรติเอส
อมรรัตน์ พรหมบุญ, สุนันทา รัตนาโภ, ปทุมพร ฉิมเอนก - มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์
ชื่อเรื่อง: ศึกษาสมบัติและสภาวะที่เหมาะสมในการผลิตของเอนไซม์อัลคาไลน์โปรติเอส
ชื่อเรื่อง (EN): Study on Properties and Optimum Conditions for Production of Akaline Protease.
บทคัดย่อ: ได้แยกแบคทีเรียที่มีความสามารถในการย่อยโปรตีนในสภาวะที่เป็นด่าง จำนวน 61 สายพันธุ์ จากตัวอย่างดิน 30 ตัวอย่าง โดยใช้อาหาร basal medium agar ที่เติม skim milk 1 % (BMSM) pH 11 การคัดเลือกสายพันธุ์ที่ผลิตเอนไซม์อัลคาไลน์โปรติเอสสูง พบว่า แบคทีเรียสายพันธุ์ A39 สามารถผลิตเอนไซม์อัลคาไลน์โปรติเอส (crude enzyme) ได้สูงสุดที่เวลา 36 h และการเติม skim milk 2.5 g/L ลงใน อาหารเหลว BMSM เชื้อสามารถผลิตเอนไซม์อัลคาไลน์โปรติเอสได้สูงขึ้น เมื่อเปรียบเทียบกับกลุ่มที่ไม่ได้เติม skim milk โดยมีกิจกรรมเท่ากับ 467.2 unit/ml จึงสันนิษฐานว่า casein ซึ่งเป็นโปรตีนหลักใน skim milk เหนี่ยวนำให้เชื้อมีการสร้างเอนไซม์อัลคาไลน์โปรติเอส และเมื่อศึกษาสภาวะที่เหมาะสมในการผลิตเอนไซม์ด้วยถังหมักพบว่าต้องใช้pH 9.5 กลูโคส 2% และควบคุมค่าการละลายของออกซิเจน 80% air saturation ตลอดการหมัก ทำให้ได้ค่า specific enzyme production rate (qp) เท่ากับ 23,556 unit/gcell/h สำหรับสภาวะที่เหมาะสมต่อกิจกรรมของ crude enzyme คือ ที่อุณหภูมิ 55?C pH 11 และมีความคงตัวในช่วงอุณหภูมิ 30 ถึง 50?C และที่pHระหว่าง 7.5 ถึง 12 เป็นเวลา 30 นาที ไอออนของ Ca2+, Mg2+, Ba2+ และ Cu2+ ความเข้มข้น 10 mM ช่วยกระตุ้นกิจกรรมของเอนไซม์ ขณะที่ Ni2+ Zn2+ Fe3+ Co2+ Mn2+ และ Hg2+ สามารถยับยั้งกิจกรรมของเอนไซม์ นอกจากนี้เอนไซม์ยังทนต่อสารลดแรงตึงผิวประเภทนอนไอออนิก เช่น triton X-100 1% และ tween 80 1% แต่ไม่มีความคงตัวต่อสาร SDS 10 mM และ hydrogen peroxide 1% ดังนั้นเอนไซม์นี้จัดอยู่ในกลุ่มของ metalloprotease เนื่องจากถูกยับยั้งการทำงานโดยสาร EDTA และ 1,10- phenanthroline เมื่อศึกษาจลนพลศาสตร์ของเอนไซม์โดยใช้สารละลายเคซีน pH 11 เป็นสับสเตรท และทำปฏิกิริยาภายใต้อุณหภูมิ 55?C พบว่า เอนไซม์มีค่า Km เท่ากับ 14.68 mg/ml และ มีค่า Vmax เท่ากับ 131.58 ?g/ml.min หรือ 0.73 mmol/min เมื่อนำมาทำให้บริสุทธิ์โดยการตกตะกอนด้วย 80% (NH4)2SO4 แล้วผ่านคอลัมน์ phenyl sepharose และต่อด้วยคอลัมน์ mono Q พบว่าได้เอนไซม์บริสุทธิ์มีค่าความบริสุทธิ์เท่ากับ 66.88 เท่า และ yield เท่ากับ 3.52% เอนไซม์นี้เป็น dimeric enzyme มีมวลโมเลกุล 53,973 Da ในการวิจัยนี้ใช้เคซีนเป็นสับสเตรทในการวิเคราะห์กิจกรรมของเอนไซม์ เอนไซม์บริสุทธิ์มีค่า pH และอุณหภูมิที่เหมาะสมคือ 11.0 และ 55?C ตามลำดับ โดยมีความคงตัวในช่วง pH ที่กว้างคือ 7.0 ถึง 12.0 และความคงตัวที่อุณหภูมิ 30?C ถึง 40?C มีค่า Km เท่ากับ 0.73 ?mol/ml และ Vmax เท่ากับ 10.71 ?mol/ml.min ตามลำดับ อิออนโลหะ Ca2+ และ Cu2+ กระตุ้นกิจกรรมของเอนไซม์อย่างเห็นได้ชัด เอนไซม์นี้จัดอยู่ในกลุ่ม metalloprotease ซึ่งมี Ca2+ จำเป็นสำหรับบริเวณเร่งของเอนไซม์ เพราะถูกยับยั้งอย่างรุนแรงด้วย EDTA และ EGTA เมื่อเปรียบเทียบเอนไซม์จาก Bacillus sp. A39 กับเอนไซม์ทางการค้า พบว่ามีค่ากิจกรรมจำเพาะต่ำกว่า thermolysin 1.74 เท่า แต่สูงกว่า proteinase K 1.42 เท่า crude enzyme สามารถประยุกต์ใช้ในการลอกกาว sericin ส่วนใหญ่จากเส้นไหมไทยโดยสามารถลอกกาวได้ประมาณ 27% จาก sericin ทั้งหมดในเส้นไหมประมาณ 32%) ได้แยกแบคทีเรียที่มีความสามารถในการย่อยโปรตีนในสภาวะที่เป็นด่าง จำนวน 61 สายพันธุ์ จากตัวอย่างดิน 30 ตัวอย่าง โดยใช้อาหาร basal medium agar ที่เติม skim milk 1 % (BMSM) pH 11 การคัดเลือกสายพันธุ์ที่ผลิตเอนไซม์อัลคาไลน์โปรติเอสสูง พบว่า แบคทีเรียสายพันธุ์ A39 สามารถผลิตเอนไซม์อัลคาไลน์โปรติเอส (crude enzyme) ได้สูงสุดที่เวลา 36 h และการเติม skim milk 2.5 g/L ลงใน อาหารเหลว BMSM เชื้อสามารถผลิตเอนไซม์อัลคาไลน์โปรติเอสได้สูงขึ้น เมื่อเปรียบเทียบกับกลุ่มที่ไม่ได้เติม skim milk โดยมีกิจกรรมเท่ากับ 467.2 unit/ml จึงสันนิษฐานว่า casein ซึ่งเป็นโปรตีนหลักใน skim milk เหนี่ยวนำให้เชื้อมีการสร้างเอนไซม์อัลคาไลน์โปรติเอส และเมื่อศึกษาสภาวะที่เหมาะสมในการผลิตเอนไซม์ด้วยถังหมักพบว่าต้องใช้pH 9.5 กลูโคส 2% และควบคุมค่าการละลายของออกซิเจน 80% air saturation ตลอดการหมัก ทำให้ได้ค่า specific enzyme production rate (qp) เท่ากับ 23,556 unit/gcell/h สำหรับสภาวะที่เหมาะสมต่อกิจกรรมของ crude enzyme คือ ที่อุณหภูมิ 55?C pH 11 และมีความคงตัวในช่วงอุณหภูมิ 30 ถึง 50?C และที่pHระหว่าง 7.5 ถึง 12 เป็นเวลา 30 นาที ไอออนของ Ca2+, Mg2+, Ba2+ และ Cu2+ ความเข้มข้น 10 mM ช่วยกระตุ้นกิจกรรมของเอนไซม์ ขณะที่ Ni2+ Zn2+ Fe3+ Co2+ Mn2+ และ Hg2+ สามารถยับยั้งกิจกรรมของเอนไซม์ นอกจากนี้เอนไซม์ยังทนต่อสารลดแรงตึงผิวประเภทนอนไอออนิก เช่น triton X-100 1% และ tween 80 1% แต่ไม่มีความคงตัวต่อสาร SDS 10 mM และ hydrogen peroxide 1% ดังนั้นเอนไซม์นี้จัดอยู่ในกลุ่มของ metalloprotease เนื่องจากถูกยับยั้งการทำงานโดยสาร EDTA และ 1,10- phenanthroline เมื่อศึกษาจลนพลศาสตร์ของเอนไซม์โดยใช้สารละลายเคซีน pH 11 เป็นสับสเตรท และทำปฏิกิริยาภายใต้อุณหภูมิ 55?C พบว่า เอนไซม์มีค่า Km เท่ากับ 14.68 mg/ml และ มีค่า Vmax เท่ากับ 131.58 ?g/ml.min หรือ 0.73 mmol/min เมื่อนำมาทำให้บริสุทธิ์โดยการตกตะกอนด้วย 80% (NH4)2SO4 แล้วผ่านคอลัมน์ phenyl sepharose และต่อด้วยคอลัมน์ mono Q พบว่าได้เอนไซม์บริสุทธิ์มีค่าความบริสุทธิ์เท่ากับ 66.88 เท่า และ yield เท่ากับ 3.52% เอนไซม์นี้เป็น dimeric enzyme มีมวลโมเลกุล 53,973 Da ในการวิจัยนี้ใช้เคซีนเป็นสับสเตรทในการวิเคราะห์กิจกรรมของเอนไซม์ เอนไซม์บริสุทธิ์มีค่า pH และอุณหภูมิที่เหมาะสมคือ 11.0 และ 55?C ตามลำดับ โดยมีความคงตัวในช่วง pH ที่กว้างคือ 7.0 ถึง 12.0 และความคงตัวที่อุณหภูมิ 30?C ถึง 40?C มีค่า Km เท่ากับ 0.73 ?mol/ml และ Vmax เท่ากับ 10.71 ?mol/ml.min ตามลำดับ อิออนโลหะ Ca2+ และ Cu2+ กระตุ้นกิจกรรมของเอนไซม์อย่างเห็นได้ชัด เอนไซม์นี้จัดอยู่ในกลุ่ม metalloprotease ซึ่งมี Ca2+ จำเป็นสำหรับบริเวณเร่งของเอนไซม์ เพราะถูกยับยั้งอย่างรุนแรงด้วย EDTA และ EGTA เมื่อเปรียบเทียบเอนไซม์จาก Bacillus sp. A39 กับเอนไซม์ทางการค้า พบว่ามีค่ากิจกรรมจำเพาะต่ำกว่า thermolysin 1.74 เท่า แต่สูงกว่า proteinase K 1.42 เท่า crude enzyme สามารถประยุกต์ใช้ในการลอกกาว sericin ส่วนใหญ่จากเส้นไหมไทยโดยสามารถลอกกาวได้ประมาณ 27% จาก sericin ทั้งหมดในเส้นไหมประมาณ 32%)
บทคัดย่อ (EN): Sixty one strains of alkaline protein digesting bacteria were isolated from soil samples using basal medium agar supplemented with 1% skim milk (BMSM agar) at pH 11. After screening, the results indicated that bacterial strain A39 produced the highest alkaline protease activity at 36 hours fermentation. It produced 467.2 units/ml when cultured in BMSM broth containing 2.5 g/L skim milk than in one without skim milk. This experiment presumed that casein, the main protein in skim milk, was an inducer of protease synthesis. The optimum condition for enzyme production was at pH 9.5, 2% glucose and the dissolved oxygen (DO) concentration of 80% air saturation. When controlling the fermentation process accordingly by batch temperature, the specific enzyme production rate of 23,556 unit/g cell.h was obtained. The optimum temperayure and pH of the crude enzyme were 55?C and 11, respectively. It was stable at the temperature ranged 30 to 50?C and pH 7.5 to 12 for 30 minutes. The crude enzyme activity was stimulated by 10 mM Ca2+, Mg2+, Ba2+ and Cu2+ but was inhibited in the presence of Ni2+, Zn2+, Fe3+ ,Co2+, Mn2+ and Hg2+ . Moreover, the enzyme was stable against nonionic surfactants such as 1% triton X-100 and 1% tween 80 but unstable when incubated with 10 mM SDS or 1% hydrogen peroxide. The inhibition profile exhibited by EDTA and 1,10-phenanthroline. It was confirmed that the crude alkaline protease from bacterial strain A39 belongs to the family of metalloprotease and possessed Km and Vmax values of 14.68 mg/ml and 131.58 ?g/ml.min or 0.73 mmol/min, respectively, when incubated at pH 11 and 55?C in casein solution. The enzyme was purified using 80% ammonium sulfate precipitation, phenyl sepharose column and mono Q column. The purified enzyme exhibited a 66.88 fold purification and yield of 3.52%. The molecular mass of the purified alkaline protease by MALDI-MS was estimated to be dimeric enzyme having 26,964 Da as monomer and 53,973 Da for dimer. In this experiment casein was used as the substrate for determination of enzyme activity. The enzyme exhibited pH and temperature optimal of 11.0 and 55?C, respectively. It was stable at a wide pH range of 7.0 to 12.0 and temperature between 30?C and 40?C. The Km was 0.73 ?mol/ml and Vmax was 10.71 ?mol/ml.min. Metal ions as Ca2+ and Cu2+ activated alkaline protease activity. The alkaline protease from Bacillus sp. A39 was classified as metalloprotease which required Ca2+ for active site because the enzyme was strongly inhibited by EDTA and EGTA. When compared the specific activity with commercial proteolytic enzymes, alkaline protease from Bacillus sp. A39 showed 1.74 times lower than thermolysin but 1.42 times higher than proteinase K. Moreover, the crude enzyme could be applicable for removing most of sericin contents (27%) from the total sericin of about 32% in silk yarn. Sixty one strains of alkaline protein digesting bacteria were isolated from soil samples using basal medium agar supplemented with 1% skim milk (BMSM agar) at pH 11. After screening, the results indicated that bacterial strain A39 produced the highest alkaline protease activity at 36 hours fermentation. It produced 467.2 units/ml when cultured in BMSM broth containing 2.5 g/L skim milk than in one without skim milk. This experiment presumed that casein, the main protein in skim milk, was an inducer of protease synthesis. The optimum condition for enzyme production was at pH 9.5, 2% glucose and the dissolved oxygen (DO) concentration of 80% air saturation. When controlling the fermentation process accordingly by batch temperature, the specific enzyme production rate of 23,556 unit/g cell.h was obtained. The optimum temperayure and pH of the crude enzyme were 55?C and 11, respectively. It was stable at the temperature ranged 30 to 50?C and pH 7.5 to 12 for 30 minutes. The crude enzyme activity was stimulated by 10 mM Ca2+, Mg2+, Ba2+ and Cu2+ but was inhibited in the presence of Ni2+, Zn2+, Fe3+ ,Co2+, Mn2+ and Hg2+ . Moreover, the enzyme was stable against nonionic surfactants such as 1% triton X-100 and 1% tween 80 but unstable when incubated with 10 mM SDS or 1% hydrogen peroxide. The inhibition profile exhibited by EDTA and 1,10-phenanthroline. It was confirmed that the crude alkaline protease from bacterial strain A39 belongs to the family of metalloprotease and possessed Km and Vmax values of 14.68 mg/ml and 131.58 ?g/ml.min or 0.73 mmol/min, respectively, when incubated at pH 11 and 55?C in casein solution. The enzyme was purified using 80% ammonium sulfate precipitation, phenyl sepharose column and mono Q column. The purified enzyme exhibited a 66.88 fold purification and yield of 3.52%. The molecular mass of the purified alkaline protease by MALDI-MS was estimated to be dimeric enzyme having 26,964 Da as monomer and 53,973 Da for dimer. In this experiment casein was used as the substrate for determination of enzyme activity. The enzyme exhibited pH and temperature optimal of 11.0 and 55?C, respectively. It was stable at a wide pH range of 7.0 to 12.0 and temperature between 30?C and 40?C. The Km was 0.73 ?mol/ml and Vmax was 10.71 ?mol/ml.min. Metal ions as Ca2+ and Cu2+ activated alkaline protease activity. The alkaline protease from Bacillus sp. A39 was classified as metalloprotease which required Ca2+ for active site because the enzyme was strongly inhibited by EDTA and EGTA. When compared the specific activity with commercial proteolytic enzymes, alkaline protease from Bacillus sp. A39 showed 1.74 times lower than thermolysin but 1.42 times higher than proteinase K. Moreover, the crude enzyme could be applicable for removing most of sericin contents (27%) from the total sericin of about 32% in silk yarn.
บทคัดย่อ: ไม่พบข้อมูลจากหน่วยงานต้นทาง
ภาษา (EN): th
เผยแพร่โดย: มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์
คำสำคัญ:
  1. อัลคาไลน์โปรติเอส
  2. สภาวะที่เหมาะสม
  3. แบคทีเรีย
  4. การผลิต
เจ้าของลิขสิทธิ์: สำนักงานคณะกรรมการวิจัยแห่งชาติ
หากไม่พบเอกสารฉบับเต็ม (Full Text) โปรดติดต่อหน่วยงานเจ้าของข้อมูล

การอ้างอิง

อมรรัตน์ พรหมบุญ, สุนันทา รัตนาโภ, ปทุมพร ฉิมเอนก. "ศึกษาสมบัติและสภาวะที่เหมาะสมในการผลิตของเอนไซม์อัลคาไลน์โปรติเอสStudy on Properties and Optimum Conditions for Production of Akaline Protease.". มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์. 2551

อมรรัตน์ พรหมบุญ, สุนันทา รัตนาโภ, ปทุมพร ฉิมเอนก. "ศึกษาสมบัติและสภาวะที่เหมาะสมในการผลิตของเอนไซม์อัลคาไลน์โปรติเอสStudy on Properties and Optimum Conditions for Production of Akaline Protease.". มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์. 2551. Print.



TARR Wordcloud:
ศึกษาสมบัติและสภาวะที่เหมาะสมในการผลิตของเอนไซม์อัลคาไลน์โปรติเอส
อมรรัตน์ พรหมบุญ สุนันทา รัตนาโภ ปทุมพร ฉิมเอนก
มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์
30 กันยายน 2551
การเพิ่มประสิทธิภาพการผลิตอัลคาไลน์โปรติเอสในราโดยไม่ต้องใช้การปรับปรุงทางพันธุวิศวกรรม การปรับปรุงประสิทธิภาพการผลิตวิตามินบีหกในแบคทีเรียที่คัดแยกจากดิน โดยการปรับปรุงสายพันธุ์ และศึกษาสภาวะที่เหมาะสมต่อการผลิตวิตามินบีหก คุณค่าทางโภชนาการและสภาวะที่เหมาะสมในการผลิตเห็ดแครงแห้ง ความหลากหลายของแบคทีเรียที่ผลิตเอนไซม์เซลลูเลสการผลิตและคุณสมบัติของเอนไซม์เซลลูเลส การหาสภาวะที่เหมาะสมในการผลิตเบียร์จากข้าวไทยเป็นส่วนประกอบหลักโดยวิธีพื้นที่ผิวตอบสนองและการประยุกต์ใช้ในการผลิตเบียร์ระดับกึ่งอุตสาหกรรม การศึกษาสภาวะที่เหมาะสมของการผลิตน้ำมันชีวภาพจากหญ้าเนเปียร์ โดยผ่านกระบวนการไพโรไลซิสแบบเร็ว การศึกษาชนิดของตัวพยุง และสภาวะที่เหมาะสมต่อการตรึงตัวเร่งปฏิกิริยาทางชีวภาพที่ใช้ในการผลิตไบโอดีเซล การคัดแยกจุลินทรีย์และสภาวะจำเพาะของการผลิตเอนไซม์โปรติเอสและไลเพส การเพิ่มมูลค่าของกากมันสำปะหลัง: การปรับปรุงสายพันธุ์แบคทีเรียผลิตกรดแลคติกด้วยการเหนี่ยวนำให้เกิดการกลายพันธุ์และการพัฒนาสภาวะการหมักที่เหมาะสมสำหรับการผลิตกรดแลกติกจากกากมันสำปะหลัง การศึกษาสภาวะที่เหมาะสมในการผลิตวุ้นสวรรค์จากแก้วมังกรพันธุ์เนื้อสีแดง (Hylocereus polyrhizus (Weber) Britton & Rose) ด้วยวิธีพื้นผิวตอบสนอง
คัดลอก URL
กระทู้ของฉัน
ผลการสืบค้นทั้งหมด โพสต์     เรียงลำดับจาก
พัฒนาระบบโดยศูนย์ความรู้เฉพาะด้านวิศวกรรมความรู้และวิศวกรรมภาษาDeveloped by Center of Excellence for Unified Knowledge and Language Engineering
สนับสนุนโดยสำนักงานพัฒนาการวิจัยการเกษตร (องค์การมหาชน)Supported by the Agricultural Research Development Agency (Public Organization)
แบบสำรวจความพึงพอใจQuestionair