Հայաստանի ատենախոսությունների բաց մատչելիության պահոց = Open Access Repository of the Armenian Electronic Theses and Dissertations (Armenian ETD-OA) = Репозиторий диссертаций Армении открытого доступа

Իրանի երկրաջերմային աղբյուրից և անապատային հողից մեկուսացված ջերմասեր բացիլները` որպես ջերմակայուն և թթվակայուն α-ամիլազների արտադրիչներ

Ալղաբփուր, Սորուր Ֆոադի Շարիֆի (2014) Իրանի երկրաջերմային աղբյուրից և անապատային հողից մեկուսացված ջերմասեր բացիլները` որպես ջերմակայուն և թթվակայուն α-ամիլազների արտադրիչներ. PhD thesis, ՀՀ ԳԱԱ «Հայկենսատեխնոլոգիա» ԳԱԿ ՊՈԱԿ.

[img]
Preview
PDF (Abstract)
Available under License Creative Commons Attribution.

Download (1185Kb) | Preview

    Abstract

    В зависимости от оптимальной температуры роста бактерии классифицируются в три следующие группы: психрофилы (5-20оС), мезофилы (15-45оС) и термофилы (45-80оС) [Li et al., 2005]. Термофильные организмы в свою очередь подразделяются на три группы в соответствии с их минимальной и максимальной температурой роста: умеренные термофилы (35-70ºC), экстремальные термофилы (55-85 ºC) и гипертермофилы (75-113 ºC) [Baker et al., 2001]. Термофильные организмы имеют термостабильные клеточные компоненты такие как ферменты, белки и нуклеиновые кислоты. Они также известны своей способностью выдерживать денатурирующее воздействие экстремально кислых и щелочных условий. Ряд термофилов было изолировано из различных геотермофильных сред, таких как наземные горячие источники и подводные гидротермы, сульфатары, вулканические области [Kristjansson, 1992; Gerday, Glansdorff, 2007; Cary et al., 2010]. Горячие источники являются видом экстремальных сред, широко распространенных по всему миру и представляющих интерес как места для поиска новых термофильных микробов [Charlier, Droogmans, 2007]. Кроме геотермофильных источников другие горячие места обитания – это почвы, нагревемые солнцем и пустыни [Köberl et al., 2011]. Хотя условия в пустынях очень сильно варьируют в различных регионах мира, все они характеризуются комбинацией экстремальных температур и сухостью, высокой засоленностью почвы, низкими уровнями питательных веществ, высокими уровнями УФ облучения в летнее время и физической нестабильностью, вызываемой сильными ветрами. Ряд исследований, основанных на методах культивации и молекулярных методах, выявили уникальное и чрезвычайное разнообразие микробов в почвах пустынь [Pointing et al., 2009; Angel et al., 2010; Rios de Los et al., 2010]. Bacillus и родственные роды содержат ряд термофильных эндоспорообразующих бактерий [Rainey et al., 1994; Nazina et al., 2001; Romano et al., 2005]. Недавно молекулярно филогенетичекие исследования, основанные на 16S рДНК и культурально-зависимых методах, были использованы для изучения микробного разнообразия различных горячих источников [Demirjian et al., 2001]. Члены рода Bacillus и родственных родов по всей вероятности являются наиболее часто выделяемые термофильные аэробы из наземных и морских горячих местообитаний и пустынь [Kristjansson, 1992; Gerday, Glansdorff, 2007]. Метаболические особенности термофильных бацилл позволяют предположить, что они могут иметь широкое применение в производственных и природоохранных биотехнологиях [Feitkenhauer et al., 2001; 2003; Rao and Satyanarayana, 2004; Pavlostathis et al., 2006]. Ամենատարբեր երկրաջերմային տեղանքներից, ինչպես, օրինակ՝ վերգետնյա ջերմային աղբյուրներից, սուլֆատարաներից, հրաբխային տեղանքներից, բնական տաքացող հողերից և անապատներից մեկուսացվել են բազմաթիվ ջերմասեր մանրէներ: Կուլտիվացիոն և մոլեկուլային մեթոդների հիման վրա կատարված մի շարք հետազոտություններ պարզել են երկրաջերմային աղբյուրների և անապատային հողերի մանրէային համակեցության յուրահատուկ և արտասովոր կազմը: Ցույց է տրվել որ, վերգետնյա և ստորջրյա երկրաջերմային աղբյուրներում և անապատային հողերում ամենատարծված մանրէները ներկայացված են Bacillus և հարակից ցեղերի տեսակներով: Ջերմասեր բացիլների նյութափոխանակային մենահատկությունները դրանց դարձնում են կիրառելի արտադրական և բնապահպանական կենսատեխնոլոգիայում: Bacillus և հարակից ցեղերի տեսակները արտադրական նշանակություն ունեցող ջերմասեր α-ամիլազների ակտիվ արտադրիչներ են: Մանրէային ծագման α-ամիլազները լայն կիրառություն են գտել սննդի, տեքստիլ, թղթի և դետերգենտների արտադրության, ինչպես նաև կլինիկական, բժշկական և վերլուծական քիմիայի բնագավառներում: Նոր ջերմասեր բացիլների մեկուսացումը և բնութագրումը, որոնք ունակ են արտադրելու միջավայրի ծայրահեղ գործոնների նկատմամբ կայուն α-ամիլազներ, արդիական է: Իրանի Իսլամական Հանրապետությունը հարուստ է երկրաջերմային աղբյուրներով և անապատներով, որոնցում ջերմասեր բացիլների տարածվածությունը և դրանց կենսատեխնոլոգիական ներուժը դեռևս բացահայտված չէ: Ելնելով վերոհիշյալից աշխատանքի նպատակն է եղել Իրանի Լութ անապատի հողային նմուշներից և Ջովշան երկրաջերմային աղբյուրների ջրատղմային նմուշներից մեկուսացնել և նույնականացնել օսլան ճեղքող ջերմակայուն և թթվակայուն α-ամիլազ արտադրիչ ջերմասեր բացիլներ, ինչպես նաև ուսումնասիրել դրանց α-ամիլազների արտադրությունն ու ակտիվությունը մակերեսային և խորքային ֆերմենտացիայի պայմաններում: A number of thermophiles have been isolated from variety of geothermal environments such as terrestrial hot springs and hydrothermal vents, sulfataric fields, volcanic area, solar-heated soils and deserts. Several investigations based on culture-dependant and molecular methods showed a unique and extraordinary microbial diversity in hot spring and desert soils. It was shown members of the genus Bacillus and related genera are the most frequently isolated thermophilic aerobes from terrestrial and marine hot water environments and deserts. Metabolic capabilities of thermophilic bacilli suggest that they may have significant biotechnological applications in industrial and also environmental fields. Representatives of Bacillus and related genera have been found to be the best candidate for commercial production of thermostable α-amylases. A large number of microbial α-amylases have applications in food, textile, paper and detergent industries and many other fields such as clinical, medicinal and analytical chemistry. The isolation and characterization of new thermophilic bacilli able to produce amylases with high stability at extreme conditions is still required. Islamic Republic of Iran is rich in geothermal springs and desert, but the distribution of thermophilic bacilli and their biotechnological potential in this ecotopes, scantily known. The aim of the research work was to isolate starch-digesting thermostable and acidstable α-amylases producing thermophilic bacilli from the Lut desert and hot springs of Jowshan, Iran, purification and biochemical characterization their α-amylases, as well as the study production and activity of α- amylases under solid state and submerged fermentation. Two α-amylase producer thermophilic bacilli strains with temperature optimum 56 °C and pH optimum 7 from the geothermal soil of Gandom-Beryan in Lut desert and two α-amylase producer thermophilic bacilli strains with temperature optimum 50 °C and pH optimum 7 from the sediments from Jowshan hot spring were isolated. Isolates were identified based on phenotypic and phylogenetic approaches as representatives of genus Bacillus deposited in GenBank under accession numbers HQ823666, HQ823667, HQ702748 and HQ734816, respectively. The production of thermostable α-amylases by isolated bacilli under SSF and SMF using as substrate wheat bran producing waste was studied. It was shown the highest enzyme production (96-293 U/g) by bacilli strains under solid-state fermentation using wheat bran as substrates was shown after 48-72 h incubation. The optimum temperature for all α-amylases production was observed at the temperature 50-55 °C and pH 5-5.5 interval. The highest enzyme production (up to 72 U/g) at the temperature 55 °C and pH 5-5.5 interval by Bacillus sp. Iranian S1 and S2 under submerged fermentation using wheat bran as substrates was shown.

    Item Type: Thesis (PhD)
    Additional Information: Իրանի երկրաջերմային աղբյուրից և անապատային հողից մեկուսացված ջերմասեր բացիլները` որպես ջերմակայուն և թթվակայուն α-ամիլազների արտադրիչներ: Thermophilic bacilli isolated from iranian hot spring and desert soil as produsers of thermostable and acidstable α-amylase.
    Uncontrolled Keywords: Ալղաբփուր Սորուր Ֆոադի Շարիֆի, Alghabpoor Sorour Foad Sharifi
    Subjects: Biology
    Divisions: UNSPECIFIED
    Depositing User: NLA Circ. Dpt.
    Date Deposited: 26 Sep 2016 14:05
    Last Modified: 01 Nov 2016 10:56
    URI: http://etd.asj-oa.am/id/eprint/3489

    Actions (login required)

    View Item