3-3-1 استخراج DNA از ایزوله……………………………………………………………………………………….. 47

3-3-2 آنالیز کیفی و کمی DNA استخراجی………………………………………………………………………… 48

3-3-3 طریقه ساخت بافر………………………………………………………………………………………………… 48

3-3-4 الکتروفورز…………………………………………………………………………………………………………. 48

3-3-5 آنالیز کمی………………………………………………………………………………………………………….. 49

3-3-6 واکنش PCR………………………………………………………………………………………………………. 49

3-3-6-1اجزای واکنش srDNA-PCR16……………………………………………………………………………. 49

3-3-7 آنالیز کیفی محصولات PCR…………………………………………………………………………………… 50

فصل چهارم : نتایج ……………………………………………………………………………………………………. …69 _51

4-1 جداسازی باکتری های مولد آنزیم فروکتوزیل ترانسفراز…………………………………………………….. 52

4-2 شناسایی فنوتیپی باکتری های مولد آنزیم فروکتوزیل ترانسفراز……………………………………………. 52

4-3 نتایج استخراج DNA ژنومی………………………………………………………………………………………. 58

4-4 نتایج واکنش srDAN-PCR16……………………………………………………………………………………. 59

4-5 ردیف سازی توالی بدست آمده در بانک ژن…………………………………………………………………… 59

4-6 ردیف سازی توالی بدست آمده در بانک ژن به منظور تعیین گونه باکتری………………………………. 59

فصل پنجم-بحث و نتیجه گیری………………………………………………………………………………………74_69

5-1 نتیجه گیری …………………………………………………………………………………………………………… 73

5-2 جمع بندی……………………………………………………………………………………………………………… 73

5-3 پیشنهادات……………………………………………………………………………………………………………… 74

منابع…………………………………………………………………………………………………………………………… 75

چکیده فارسی

فروکتوزیل ترانسفراز های میکروبی، پلی مرهایی هستند که در بیوسنتز فروکتان میکروبی (لوان، اینولین، و اولیگوساکارید-قندمیوه ای) ، نقش دارند واز نظر ساختاری، فروکتوزیل ترانسفراز میکروبی، دامنه ی کاتالیزوری خانواده ی گلیکوزید هیدرولیز 68 را به اشتراک می گذارند و در هفت گروه که از نظر فیلوژنتیک به هم مربوط می شوند، گروه بندی می گردند. فروکتوزیل ترانسفراز های میکروبی از باکتریهای گرم مثبت- گرم منفی و قارچ ها جدا شده اند. فروکتوزیل ترانسفراز دارای وزن مولکولی 480 کیلو دالتون می باشد. بروز ژن فروکتوزیل ترانسفراز ، عمدتا توسط سیستم های دوجزئی یا مکانیزم های فسفریلاسیون تنظیم می شوند که به دسترسی سوکرز یا سایر سیگنال های محیطی پاسخ می دهند. فروکتان های میکروبی، در ایجاد مقاومت در مقابل فشار محیطی مانند بی آبی، جذب مواد غذایی، تشکیل بیوفیلم و عوامل ویرولانس، نقش دارند.فروکتوزیل ترانسفراز سبب تسریع انتقال واحد فروکتوزیل به تعدادی از پذیرنده های مختلف مانند آب در واکنش هیدرولیز سوکروز، گلوکز در واکنش تبادل، سوکروز یا فروکتان در پلی مریزاسیون استفاده می کند .هدف از انجام این تحقیق جداسازی و شناسایی مولکولی باکتری های مولد آنزیم فروکتوزیل ترانسفراز از نمونه های محیطی بوده است. به این منظور برای بررسی باکتری های مولد آنزیم فوکوزیل ترانسفراز(لوان سوکراز) از منابع محیطی نظیر پوست پرتقال، ضایعات لیمو، ضایعات موز، سبوس گندم و خاک استفاده شد. پس از تهیه سوسپانسیون و ته نشینی ذرات سوپرناتانت حاصل روی محیط های کشت NA و MC کشت داده شد. پلیت ها به مدت 48 تا 72 ساعت در دمای 30 درجه انکوبه و سپس کلنی های حاصل با روش های متداول و استاندارد باکتری شناسی شناسایی و تعیین هویت گردیدند.سنجش آنزیم فوکوزیل ترانسفراز(لوان سوکراز) براساس متد Yanase و همکاران(1992) مورد سنجش و ارزیابی قرار گرفته و غلظت گلوکز آزاد شده با فعالیت آنزیمی توسط کیت گلوکز ارزیابی شد. پس از شناسایی باکتری های مولد آنزیم فروکتوزیل ترانسفراز با روش بیوشیمیایی سویه هایی که بیشترین فعالیت آنزیمی را داشتند با روش PCR شناسا یی و ایزوله های برتر با روش 16srDNA نیز ارزیا بی و تعیین هویت گردیدند. نتایج نشان داد بهترین و بیشترین میزان تولید آنزیم در 24 ساعت ،طول موج 500 نانومتر و 37 درجه سانتیگراد به میزان آنزیم توسط باکتری های باسیلوس. تورنجنسیس 45/38mg/dl،آرتروباکتر. نیکوتینا36/62mg/dl، باسیلوس . سرئوس46/08mg/dl بوده است. بنابراین مطالعه حاضر نشان داد که نمونه های محیطی حاوی باکتریهای مولد آنزیم فروکتوزیل ترانسفراز می باشد.

کلید واژه: آنزیم فروکتوزیل ترانسفراز، باکتری های مولد، منابع محیطی، جداسازی و شناسایی مولکولی

1. مقدمه

لوان یا پلی فروکتوز اگزوپلی ساکارید متشکل از واحد های فروکتوزی است(ارناندز و همکاران،2005) [1] که دارای وزن مولکولی 107 دالتون و حدودا از 1470000 واحد فروکتوز تشکیل شده است که در اثر آنزیم لوان سوکراز در خارج از سلول باکتری تولید میشود(آلرگر و همکاران،2006)[2]. گیاهان گلدار لوان را در واکوئل های خود به عنوان منبع قندی برای سازگاری با شرایط سرما و خشکی ذخیره می شود اما در باکتری ها نقش تامین کننده منبع انرژی را ایفا می کند.(با نگئولا و همکاران،2006)[3] برخی باکتریها از قند سوکروز به عنوان منبع کربن استفاده میکنند و در نتیجه قادر به تولید آنزیم فروکتوزیل ترانسفرازهستند(شاشیکالا و همکاران،2001)[4].آنزیم فروکتوزیل ترانسفراز دارای 2 سوبسترا 2،6 بتا – دی فروکتوزیل و سوکروز است که طی واکنش گلیکوزیل ترانسفراز 2 محصول گلوکز و 2،6 بتا – دی فروکتوزیل را تولید می کند(شاشیکالا و همکاران،2001).

   آنزیم فروکتوزیل ترانسفراز یک آنزیم خارج سلولی با وزن مولکولی 480 دالتون که سبب تسریع انتقال واحد فروکتوزیل به تعدادی از پذیرنده ها از جمله ساکاروز ،آب و پلیمر فروکتان می شود(شاشیکالاوهمکاران،2001؛با نگئولا و همکاران، 2006؛ارناندز و همکاران،2005). فعالیت این آنزیم در گستر ه های از فرآیند ها شامل بقای باکتری در خاک (باسیلوس سوبتلیس) فتو پاتوژنسیس (اروینیا و سودوموناس) همزیستی (باسیلوس پلی میکسا) و متابولیسم فروکتان در گیاهان است(هرناندز و همکاران،1995) [5]. این آنزیم در باکتریهایی همچون ژئو باسیلوس استرئوترموفیلوس ،باسیلوس سرئوس،لاکتو باسیلوس رئوتری،لوکونوستوک مزانتروئید،استرپتوکوکوس سالیویروس، باسیلوس پلی میکسا ومخمرهای همچون آسپرژیلوس و رودوترولا و قارچ تولید می شود(بنتینگ و همکاران،2001)[6]. این آنزیم در صنایع مواد غذایی و داروسازی و همچنین در تشخیص بیماری دیابت و پاتوژنز بیماری پریودنتال استفاده می شود (پابست و همکاران، 1997؛ آلگر وهمکاران، 2004) [7].

در این تحقیق استفاده از نمونه های محیطی نه تنها سبب استخراج آنزیم مورد نظر بلکه هم در وقت و هم در هزینه صرفه جویی می شود و راندمان تولید به مراتب بیشتر خواهد شد.

1-1 پرسش اصلی تحقیق

1. آیا امکان جداسازی باکتریهای مولد آنزیم فروکتوزیل ترانسفراز از نمونه های محیطی وجود دارد؟

1. آیا باکتریهای استخراج شده آنزیم مورد نظر را دارند؟

1. آیا پتانسیل مناسبی جهت تولید آنزیم فروکتوزیل ترانسفراز در باکتریهای محیطی وجود دارد یا خیر؟

2. 

3.  

1-2 فرضیه ها

1.پتانسیل تولید آنزیم ترانسفراز در باکتریهای محیطی در حضور بقایای گیاهی وجود دارد.

2.میزان تولید آنزیم بسته به میزان سوبسترا و دمای محیط متفاوت است

1-3 اهداف تحقیق

1.جداسازی باکتریهای مولد آنزیم فروکتوزیل ترانسقراز ازنمونه های محیطی

2.شناسایی مولکولی و تعیین سکانس ایزوله های موثر در تولید آنزیم

3.هدف کاربردی : ایجاد دانش فنی تولید آنزیم فروکتوزیل ترانسفراز

1-4 فروکتوزیل ترانسفراز میکروبی

فروکتوزیل ترانسفراز های میکروبی، پلی مرهایی هستند که در بیوسنتز فروکتان میکروبی (لوان، اینولین، و اولیگوساکارید-قندمیوه ای) ، نقش دارند) هرناندز و همکاران،2008) [8]. از نظر ساختاری، فروکتوزیل ترانسفراز میکروبی، دامنه ی کاتالیزوری خانواده ی گلیکوزید هیدرولیز 68 را به اشتراک می گذارند و در هفت گروه که از نظر فیلوژنتیک به هم مربوط می شوند، گروه بندی می گردند(هرناندز و همکاران،2008). ژن های کدگذاری شده ی فروکتوزیل ترانسفراز در اپرون ها یا گروه های مرتبط با سایر ژن هایی سازمان دهی می شوند که به ترشح متابولیسم کربوهیدرات یا فروکتوزیل ترانسفراز ارتباط دارند (هرناندز و همکاران،2008).بروز ژن فروکتوزیل ترانسفراز ، عمدتا توسط سیستم های دوجزئی یا مکانیزم های فسفریلاسیون تنظیم می شوند که به دسترسی سوکرز یا سایر سیگنال های محیطی پاسخ می دهند(هرناندز و همکاران،2008). فروکتان های میکروبی، در ایجاد مقاومت در مقابل فشار محیطی مانند بی آبی، جذب مواد غذایی، تشکیل بیوفیلم و عوامل ویرولانس، نقش دارند(اهرناندز و همکاران،2008). در نتیجه اهمیت صنعتی و بیولوژیکی فروکتان ها، فروکتوزیل ترانسفراز ، موضوع تحقیقات فراوانی بوده است که برای بهبود فعالیت آنزیمی یا مشخص کردن نقش بیولوژیکی آنها در طبیعت، انجام شده اند(هرناندز و همکاران،2008).