قالب وردپرس درنا توس
خانه / تازه‌ها / بیوتکنولوژی / بیوکاتالیست ارزشمند لیپاز

بیوکاتالیست ارزشمند لیپاز

Anzim Arzeshmand Lipase

تصویر: ساختار مولکولی آنزیم لیپاز. منبع: هلثتب.

زینب زیوری: لیپاز‌ها، بیوکاتالیست‌های ارزشمندی هستند که به علت کاتالیز نمودن واکنش‌های شیمیایی مانند آبکافت، کافت الکلی، کافت اسیدی و استرفیکاسیون صنعت کاربرد‌های فراوانی می‌باشند. لیپاز‌های میکروبی از مهم‌ترین انواع این آنزیم‌ها هستند که به علت پایداری بالا در حلال‌های آلی، توانایی کاتالیز ملایم واکنش‌های هیدرولازی، سهولت در تولید و هزینه‌های نسبتا پایین آن یکی از مهم منابع تولید در صنعت محسوب می‌شود. باکتری باسیلوس پومیلس یکی از مهم‌ترین منابع میکروبی این آنزیم می‌باشد، اما بیان و ترشح پایین لیپاز یکی از مهم‌ترین مشکلات پیش رو جهت تولید آن توسط این باکتری محسوب می‌شود.

لیپاز‌ها گروهی از آنزیم‌های هیدرولازی می‌باشند که با هیدرولیز باند‌های استری تری گلیسریدهای زنجیره بلند باعث تجزیه آن‌ها به گلیسرول واسید چرب می‌گردند. دارا بودن  این آنزیم‌ها از یکسری ویژگی‌های عملکردی باعث شده است تا لیپاز‌ها به طور گسترده‌ای در صنعت مورد استفاده قرار بگیرد. به منظور استفاده صنعتی از این آنزیم‌ها، تولید در مقیاس بالا با بیشترین میزان فعالیت و پایداری و نیز کمترین هزینه از اهمیت بسیار بالایی برخوردار است لذا استفاده از روش‌های موثر جهت دستیابی به اهداف همیشه مورد توجه بوده است. در حال حاضر استفاده از بیوتکنولوژی و تولید توسط میکروارگانیسم‌های نوترکیب یکی از مهم‌ترین و موثر‌ترین روش‌ها به منظور تولید صنعتی این انزیم‌ها می‌باشد.

لیپازهای باکتریایی از جمله لیپاز‌هایی هستند که به علت سهولت و هزینه‌های نسبتا پایین فرایند تولید و پایداری آن‌ها  در حلال‌های آلی باعث شده است که در صنعت دارای بیشترین کاربرد‌ها  باشند.  این نوع لیپاز‌ها حدود ۵۰ نوع می‌باشند که در ۶ گروه طبقه بندی شده‌اند که از میان آن‌ها آنزیم‌های گروه ۱ به علت تاثیر گذاری بر روی لیپید‌های غیر محلول در آب و قرارگیری لیپاز‌های تولید شده توسط جنس باسیلوس در این گروه باعث شده است که از اهمیت بیشتری برخوردار باشند.

در حال حاضر با توسعه تکنولوژی آنزیمی پتانسیل‌های بسیار جدیدی به منظور استفاده از این نوع آنزیم‌ها در بیوتکنولوژی به دست آمده است که که همین باعث توسعه استفاده ازآن‌ها در صنایعی مانند شوینده‌ها، مواد غذایی، کاغذ  شده است. اما نکته مهم و قابل توجه در تولید صنعتی این آنزیم‌ها آن است که به طور طبیعی تولید این آنزیم‌ها در میکروارگانیسم‌ها پایین است در نتیجه جهت تولید در مقادیر زیاد نیازمند کشت بالایی از میکروارگانیسم مولد می‌باشد.

لیپاز‌ها دارای کاربرد‌های فراوانی هستند که از مهم‌ترین کاربرد‌های آن استفاده در شوینده‌های خانگی برای از بین بردن لکه‌های چربی است. با توجه به کاربرد‌های وسیع آنزیم لیپاز در صنایع مختلف و عدم تولیدآن در کشور و صرف هزینه‌های هنگفتی که برای وارد کردن آن می‌شود، انجام تحقیقات مختلف برای فراهم کردن زمینه تولید این آنزیم در کشور لازم و ضروری است. یکی از سیستم‌های بیانی مورد استفاده مخمر متلیوتروف پیکا پاستوریس است. دلیل انتخاب این سیستم بیانی داشتن ویژگی‌هایی متعددی مانند وجود راه انداز قوی از ژن الکل اکسیداز، انجام تغییرات شیمیایی پس از ترجمه پروتئین و دست ورزی آسان ژنتیکی است. همچنین این سویه از جمله باسیل‌های مزوفیل می‌باشد و دامنه دمایی که لیپاز حاصل از آن فعالیت می‌کند در محدوده ۲۰ تا ۴۰ درجه سانتی گراد می‌باشد و این یک مزیت خوبی است که این آنزیم می‌تواند در پودر‌های رختشویی که نیاز به آب گرم برای فعالیت ندارد نیز مورد استفاده قرار بگیرد.

دانش آنزیمولوژی تحول عمیق در صنایع بیوتکنولوژِی ایجاد کرده است به گونه‌ای که امروزه ازبین ۴۰۰۰ آنزیم شناخته شده در حدود ۲۰۰ نوع آن در صنایع مختلف کاربرد دارند که اکثر آن‌ها از منابع میکروبی حاصل شده اندو آنزیم‌های هیدرولیتیکی شامل پروتئاز‌ها آمیلاز‌ها  ، استراز‌ها و لیپاز‌ها می‌باشد. امروز استفاده از مخمر متلیوتروف پیکا پاستوریس به عنوان میزبان برای بیان پروتئین‌های نوترکیب نظیر لیپاز است. پیکیا پاستوریس به عنوان یک یوکاریوت بسیاری از مزایای سیستم‌های بیان یوکاریوتی نظیر تازدن پروتئین و تغییرات پس از ترجمه را دارد و در عین حال مانند سیستم‌های اشرشیا کولی و ساکرومایسس سرویسیه  به آسانی قابل دست کاری و کشت در محیط‌های ساده می‌باشد.

پیشرفت و گسترش استفاده از روش‌های دی. ان.‌ای نوترکیب و مهندسی پروتئین باعث شده است که قسمتی از مشکلات یاد شده را حل نماید زیرا محصولات نوترکیب به دلیل دارا بودن عوارض جانبی کمتر، خالص‌تر بودن و و در اکثر مواقع نیز هزینه تولید پروتئین نوترکیب بسیار کمتر از استخراج آن از میکروارگانیسم وحشی می‌باشد.  یکی از این میزبان‌های باکتریایی بسیلوس سوبتلیس می‌باشد که این باکتری قادر است پروتئین‌های متنوعی را به محیط کشت اضافه نماید. از دیگر مزایا این باکتری رشد سریع، غیربیماری زا بودن و ژنوم مشخص است اما استفاده از این باکتری میزبان دارای معایبی مانند تولید پروتئاز داخلی و خارج سلولی است که باعث تجزیه پروتئین ترشحی می‌شود.

منابع

اکبر حیدری، مهرداد موسیزاده مقدم، حسین اقا ملایی، محمد باقر یخچالی، بیژن بمبئی، علی محمد لطیفی، محمد هیئت. کلونینگ و بیان ترشحی ژن آنزیم لیپاز باسیلوس پومیلوس F۳ بومی ایران در باکتری باسیلوس سوبتلیس و مقایسه میزان بیان آن نسبت به فرم طبیعی آنزیم. مجله تازه‌های بیوتکنولوژی سلولی –مولکولی. سال زمستان ۱۳۹۱٫ دوره سوم، شماره نهم، صفحه ۶۷ تا ۷۳

فتح اله احمدپور، باقر یخچالی، سیدصفاعلی فاطمی، علی اصغر کارخانه، سمیرا طالبی. همسانه سازی و بیان ژن لیپاز باسیلوس Bacilus pumilus در مخمر Pichia pastotis. زنتیک در هزاره سوم. سال بهار ۱۳۹۲٫ دوره۱۱، شماره ۱ (پیاپی ۴۰)، صفحه ۲۹۹۷ تا ۳۰۰۱

مرضیه وفا، علی حق نظری، فردوس رستگارجزی، علی اصغر کارخانه، حورا احمدی دانش. کلونینگ و بیان ترشحی ژن لیپاز (BTL۲) باسیلوس ترموکانتولاتوس در پیکا پاستوریس با استفاده ار توالی‌های نشانه طبیعی وآلفا فاکتور مخمری زیست‌شناسی ایران. سال ۱۳۹۰٫ دوره ۲۴، شماره ۵۰، صفحه ۶۴۰ تا ۶۴۷

زینت زیوری. بیوکاتالیست ارزشمند لیپاز. ۱۳۹۵٫ بنیاد تک. اردیبهشت ماه. http://taq.ir/1395/02/18

درباره زینب زیوری

این نوشته هم جالبه!

یماری کروهن

روشی نوین برای درمان بیماری کورهن با استفاده از باکتری‌ها

پژوهشگران دریافتند که آنزیم تولید شده توسط فلورمیکروبی نامتوازن در دستگاه گوارش انسان به بیماری …

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *