عزل وتشخيص البكتريا العصوية (Bacillus) المنتجة لانزيمات التحلل المائي (الحلمهه) (Hydrolases) المتحملة للحرارة == Isolation and identification of Bacillus producing thermotolerant hydrolases
Author name:
عدنان حنون عباس
Supervisor name:
رشيد محجوب مصلح
General topic:
Biology
Specific topic:
Microbiology - Bacteria
Degree:
Doctorate
University:
University of Baghdad
Language:
English
University location:
Baghdad
First pages:
24T3069 - p.pdf
Abstract:
تم الحصول على 97 عزلة من البكتريا العصوية ( Bacillus ) من جمع 200 عينة تربة ومياه في الفترة مابين تموز/تشرين اول 2008 من مواقع مختلفة من العراق بعد التشخيص الاولي ( صبغة كرام, تكوين السبورات, انتاج الكاتاليز ) وتلقيح العينات على وسط ال Thermus agar وتنميتها على درجة 50°C لفترة 24 ساعة. اظهــــرت نتائج الاخــــــتبارات الكيمــوحيــــويـــــة ان 56 عزلة تربـــــــة صنفت على انها B. laterosporus 35.71% , B. circulans 16.07% , B. stearoyhermophilus 14.28%, B. polymyxa 12.5% , B. macroides 7.14%, B. mycoides 7.14% , B. lentus 3.57% , B. popilliae 1.78% , B. chitinosporus 1.78 , بينـــما صنفت 41 عـــــــــزلة مياه عــــلى انها B. laterosporus 26.82% , B. circulans 26.82% , B. stearothermophilus 4.87% , B. polymyxa 4.87% , B. macroides 9.75% , B. mycoides 2.43% , B. lentus 7.31% , B. popilliae 4.87% , B. filicolonicus 4.87% , B. brevis 2.43% , B. larvae 2.43% , B. pumilus 2.43% . اظهرت عزلات ال ( Bacillus ) المعزولة من التربة والمياه ايجابيتها في انتاج الانزيمات المتحملة للحرارة بعد اختبارها على وسـط الاكار الصـلب, كالبروتييــز ( 73.17% ) ( 89.28% ) , الاميـــــــــليز ( 51.21% ) ( 55.35% ) , اللايبيــــــــــــز ( 95.12% ) ( 91.07% ) , السيليليز( 60.97% ) ( 85.71% ) , والكايتينيز( 92.68% ) ( 85.71% ) , على التوالي, في فترات حضانـــة مختلفة ودرجة حرارة 50°C . من جهة اخرى, قيست قابلية عزلات ال ( Bacillus ) والبالغة نسبتها ( 41.23% ) على انتاج انزيمات التحلل المائي كالبروتييـــز والاميليــز واللايبيـــز والسيليليـــز والكايتينيــز, باجمعها, حيث اظهرت النتائج بان سلالات ال B. polymyxa كانت الافضل في انتاج البروتييز والاميليــز والسيليليــز, بينما سلالات ال B. lentus كانت الافضل في انتاج الكايتينيـــز, اما اللايبيـــزفقد تم انتاجــــــــه من قبل سلالات ال B. circulans , B. stearothermophilus , B. polymyxa , B. mycoides وB. lentus , على اوساط زرعية وفترات حضانة مختلفة ودرجة حرارة 50°C. هذا وقد حددت الظروف المثلى لانتاج الاميليز من العزلة B. polymyxa AS 4/5 واظهرت النتائج ان الوسط الامثل للانتاج والمحضر مختبريا متكون من 2% نشا, 1% تربتون, 0.05% كبريتات المغنيسيوم, 0.05% كلوريد الصوديوم و0.02% كلوريد الكالسيوم , برقم هيدروجيني 7, وبدرجة حرارة 50°C لفترة 48 ساعة. تم استخلاص الاميليــز من الوسط الزرعي وتركيزه بواسطة السكروز, وقد اظهرت النتائج الحصول على الاميليز بفاعلية نوعية 2.36U/mg protein, في المــرحلة الاولى تمت تنقية الاميليز بطريقة كروماتوغرافيا الوجبة Batch Chromatography واعقبت هذه المرحلة استخدام عمود التبادل الايوني Ion exchange chromatography باستخدام المبادل DEAE - Cellulose column . وقد اظهرت النتائج الحصـــول على الاميلــــيز بفاعلية نوعية 6.76U/mg protein وبعدد مرات تنقية بلغ 2.86 وبحصيلة نهائية 18.65% . تمت ايضا دراسة توصيف الانزيم, واظهرت النتائج بان الفعالية الانزيمية تزداد بزيادة درجة الحرارة الى 90°C بينما اظهر الاميليزثباتييتـــه في درجات الحرارة 40°C, 50°C, 60°C , في حضانة لمدة 30 دقيقـــة, اما الفاعلية المثلى للانزيم بالرقم الهيدروجيني pH 5, اما ثباتية الانزيم فتكون في الارقام الهيدروجينية مابينpH 4 - 10 في درجة 50°C لفترة 30 دقيقة, وبفاعلية متبقيــة قصوى 78.57% في .pH 5 اما النتائج المتعلقة بتاثير الايونات الفلزية على الانزيم, تبين ان لكلوريد الزئبق تاثير عالي على الانزيم بفاعلية متبقية 46.47% و40.84% بتركيز 5mM و10mM , على التوالي, اما كلوريد المنغنيز له تاثير قليل على الانزيم بفاعلية متبقية 79.81% و81.69% بتركيز 5mM و10mM, على التوالي, في درجة 50°C لفترة 30 دقيقة. تعمل المواد الكلابية مثل EDTA والمواد المختزلة mercaptoethanol على تثبيط الفاعلية الانزيمية, حيث تؤثر المواد الكلابية ( EDTA ) على الانزيم بفاعلية متبقية 57.74% و52.58% بتركيز 2mM و5mM, على التوالي, اما المــــواد المختزلـــــــــة ( mercaptoethanol ) يكون تاثيرها بفاعلية متبقية 51.17% و40.37% بتركيز 2mM و5mM, على التوالي, في درجة 50°C لفترة 30 دقيقـــــــــة. | Ninety - seven isolates of Bacillus were obtained from 200 soil and water samples, collected between July to October / 2008, from different local sites of Iraq, by primary identification ( gram stain, endospore - forming and catalase production ) after incubation at 50°C for 24h on thermus agar. Biochemical test showed that fifty - six soil isolates were classified as B. laterosporus 35.71%, B.circulans 16.07%, B.stearothermophilus 14.28%, B.polymyxa 12.5%, B.macroides 7.14%, B.mycoides 7.14%, B.lentus 3.57%, B. popilliae 1.78% and B.chitinosporus 1.78%, whereas forty - one water isolates were classified as B.laterosporus 26.82%, B.circulans 26.82%, B.stearothermophilus 4.87%, B.polymyxa 4.87%, B.macroides 9.75%, B.mycoides 2.43%, B.lentus 7.31%, B. popilliae 4.87%, B.filicolonicus 4.87%, B.larvae 2.43%, B.brevis 2.43% and B. pumilus 2.43%. Thermotolerant enzymes were produced from soil and water Bacillus species as, protease ( 89.28% ) ( 73.17% ), amylase ( 55.35% ) ( 51.21% ), lipase ( 91.07% ) ( 95.12% ), cellulase ( 85.71% ) ( 60.97% ) and chitinase ( 85.71% ) ( 92.68% ) , respectively, after culturing on solid agar media with different incubation period, at 50°C. So, 41.23% of soil and water Bacillus isolates were detected for hydrolases production as ( protease, amylase, lipase, cellulase and chitinase ) together, and showed that B. polymyxa strains were the best bacteria in protease, amylase and cellulase production, whereas B. lentus strains was a good chitinase producer. Lipase was produced by several Bacillus strains as B. circulans, B. stearothermophilus, B. polymyxa, B. mycoides and B. lentus, after culturing on different media and incubation period, at 50°C. Thermotolerant amylase production conditions by B. polymyxa AS 4/5 were studied, the highest amylase production was observed when the bacteriaSummary IIwas cultured in medium containing 2% starch, 1% tryptone, 0.05% MgSO4, 0.05% NaCl and 0.02% CaCl2 with pH 7 and incubated at 50°C for 48h. Amylase was extracted from production medium and concentrated with sucrose, the specific activity of amylase was 2.36U/mg protein. Purification of amylase was performed by ion exchange chromatography Cellux - Carboxymethyl ( batch chromatography ), followed by second step of purification by ion exchange chromatography on DEAE - Cellulose column, the results showed that the specific activity was 6.76U/mg protein with 2.86 purification folds and 18.65% yield. Thermotolerant amylase displayed a wide temperature range of activity at 40 - 90°C with highest activity at 90°C and enzyme was stable at 40 - 60°C for 30min. The optimum pH for amylase activity was pH 5, the enzyme was stable at pH 4 - 10 for 30min at 50°C with maximum remaining activity 78.57% at pH 5. Treatment of thermotolerant amylase with metal ions showed that HgCl2 reduced amylase activity, the remaining activity was 46.47% and 40.84% at concentration 5mM and 10mM of HgCl2, respectively. Whereas MnCl2 had lower effect on amylase activity, the remaining activity was 79.81% and 81.69% at concentration 5mM and 10mM of MnCl2, respectively, after 30min at 50°C. Bacillus polymyxa amylase was treated with 2mM and 5mM of EDTA and mercaptoethanol, the two compounds had inhibitory effect on the enzyme, the remaining activity of EDTA treated enzyme was 57.74% and 52.58% at 2mM and 5mM, respectively, while the remaining activity of enzyme treated with 2mM and 5mM mercaptoethanol was 51.17% and 40.37%, respectively, after 30min at 50°C.
