Endo-β-1.4-glucanase từ chủng SH16 được tiết ra
nhiều nhất sau 4 ngày nuôi cấy trong môi trường có 1%
CMC, với hoạt độ chung là 102 u/mL và hoạt độ riêng là
2,694 u/mg protein. Enzyme có nhiệt độ và pH hoạt động
tối thích lần lượt là 55oC và 3,5, bền ở nhiệt độ thấp và
chỉ hoạt động ở vùng pH acid. Mn2+ và Co2+ có tác dụng
tăng cường mạnh hoạt động của enzyme trong khi Al3+,
Hg2+, SDS và EDTA ức chế mạnh hoạt động của enzyme
này. Trong số 5 nguồn cơ chất nghiên cứu, bột lõi ngô là
cơ chất thích hợp nhất cho hoạt động của enzyme này. EG
ở T. asperellum SH16 gồm 5 enzyme có khối lượng phân
tử khoảng 25, 27, 37, 45 và 66 kDa.
7 trang |
Chia sẻ: honghp95 | Lượt xem: 657 | Lượt tải: 0
Bạn đang xem nội dung tài liệu Phân lập và khảo sát tính chất lý hóa của endo-Β-1.4-glucanase từ trichoderma asperellum sh16 isolation and characterization of the endo-β-glucanase from trichoderma aspere, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
See discussions, stats, and author profiles for this publication at: https://www.researchgate.net/publication/329557514
PHÂN LẬP VÀ KHẢO SÁT TÍNH CHẤT LÝ HÓA CỦA ENDO-β-1.4-GLUCANASE
TỪ TRICHODERMA ASPERELLUM SH16 ISOLATION AND CHARACTERIZATION
OF THE ENDO-β-GLUCANASE FROM TRICHODERMA ASPERE....
Article · December 2018
CITATIONS
0
READS
31
7 authors, including:
Hoang Tan Quang
Hue University
22 PUBLICATIONS 28 CITATIONS
SEE PROFILE
Nhan Nguyen Huu
College of Food Industry
5 PUBLICATIONS 4 CITATIONS
SEE PROFILE
All content following this page was uploaded by Nhan Nguyen Huu on 11 December 2018.
The user has requested enhancement of the downloaded file.
1 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ Số 9(82).2014
PHÂN LẬP VÀ KHẢO SÁT TÍNH CHẤT LÝ HÓA CỦA ENDO-β-1.4-
GLUCANASE TỪ TRICHODERMA ASPERELLUM SH16
ISOLATION AND CHARACTERIZATION OF THE ENDO-β-GLUCANASE FROM
TRICHODERMA ASPERELLUM SH16
Hoàng Tấn Quảng1, Nguyễn Hồng Vân2, Lê Mỹ Tiểu Ngọc1, Nguyễn Hữu Nhân3, Cao Đăng Nguyên2, Nguyễn
Hoàng Lộc2
1Viện Công nghệ sinh học, Đại học Huế;Email: htquang263@gmail.com
2Trường đại học Khoa học, Đại học Huế; Email: nhlocs@gmail.com
3Trường cao đẳng Lương thực-Thực phẩm, Đà Nẵng; Email: huunhan_t3k@yahoo.com
TÓM TẮT
Chúng tôi đã khảo sát các tính chất lý hóa của endo-β-1.4-glucanase
(EG) từ chủng Trichoderma asperellum SH16. Kết quả phân tích cho
thấy endo-β-1.4-glucanase từ chủng SH16 được tổng hợp mạnh nhất sau
96 giờ nuôi cấy trong môi trường có 1% carboxymethyl cellulose, với
hoạt độ chung là 0,102 u/mL và hoạt độ riêng là 2,694 u/mg protein.
Enzyme có nhiệt độ và pH hoạt động tối thích lần lượt là 55oC và 3,5, độ
bền nhiệt thấp (dưới 30oC) và chỉ hoạt động ở vùng pH acid (3,0-5,0).
Nồng độ 10 mM Mn2+ và Co2+ có tác dụng tăng hoạt tính của enzyme
lên 158 và 166% nhưng enzyme bị ức chế mạnh bởi EDTA, urea và
Triton X-100, và mất hoạt tính khi xử lý bằng 1% SDS. Trong số 5
nguồn cơ chất nghiên cứu, bột lõi ngô là cơ chất thích hợp nhất cho hoạt
động của enzyme này. Kết quả phân tích bằng điện di SDS cho thấy EG
ở T. asperellum SH16 gồm 5 enzyme có khối lượng phân tử khoảng 25,
27, 37, 45 và 66 kDa.
Từ khóa - cellulose; CMCase; endo-β-1,4-glucanase; Trichoderma
asperellum; Hoạt độ EG.
SUMMARY
Characterizations of the endo-β-1.4-glucanase (EG) from
Trichoderma asperellum SH16 was investigated. Maximum activity of
extracellular EG from T. asperellum SH16 was observed after 96 h
inoculation of micelia on 1% carboxymethyl cellulose medium with
total activity of 0.102 u/mL and specific activity of 2,694 u/mg protein.
The optimum temperature and pH of the enzyme were at 55oC and 3.5,
respectively. The enzyme was stable over the range of pH 3.0-5.0 and
10-30oC for 30 mins. The presence of 10 mM Mn2+, and Co2+ ions
increased the enzyme activity up to 158, and 166%, respectively. The
enzyme was completely inactivated by 1% SDS and partial by EDTA,
urea, and Triton X-100. Corn coin powder was the most suitable subtrate
for cellulase activity. SDS-PAGE and native PAGE shown that EG of T.
asperellum SH include 5 enzymes and their molecular weight were 25,
27, 37, 45, and 66 kDa, respectively.
Keywords - cellulose; CMCase; endo-β-1,4-glucanase; Trichoderma
asperellum; EG activity.
1. MỞ ĐẦU
Phân hủy cellulose là một quá trình phức tạp với sự
tham gia của nhiều enzyme ngoại bào, trong đó enzyme
cellulase giữ vai trò chủ đạo. Hiện nay, cellulase được
phân thành ba loại là endoglucanase (EC 3.2.1.4),
exoglucanase (EC 3.2.1.91) và glucosidase (EC 3.2.1.21).
Trong đời sống và trong sản xuất, cellulase được ứng
dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như trong công nghiệp
dệt, công nghiệp giấy và bột giấy, chế biến thức ăn gia
súc, chế biến bia, rượu, nước trái cây và sản xuất bánh
kẹo. Trong nông nghiệp, các enzyme này còn được dùng
để kiểm soát dịch hại nhờ khả năng phân hủy vách tế bào
nấm bệnh từ đó ức chế sự phát triển của chúng. Ngoài ra,
cellulase còn được ứng dụng trong tạo tế bào trần nấm
hay thực vật, làm phối tử trong tinh sạch protein [10].
Ở Việt Nam, các enzyme thủy phân cellulose cũng đã
đươc phân lập và đánh giá từ nhiều nguồn khác nhau như
các loại nấm Trichoderma [11], nấm A. niger [8],
Penicillium [9] hay từ các loại vi khuẩn và xạ khuẩn [3, 6,
15] Ứng dụng chính của các enzyme này là xử lý rác
thải chứa cellulose hoặc sản xuất phân hữu cơ [6, 11].
Trên thế giới, phân lập và xác định các tính chất lý hóa
của các loại enzyme cellulase từ nấm Trichoderma đã
được rất nhiều tác giả nghiên cứu như cellulase từ T.
reesei [13, 17, 18], T. viride [7, 16], T. harzianum [14]
hay từ T. lignorum [1]
Endoglucanase (EG), còn được gọi là endo-β-1,4-
glucanase hay carboxymethyl cellulase (CMCase), là
enzyme tham gia phân cắt ngẫu nhiên các liên kết β-1,4
glucoside từ bên trong các phân tử cellulose và một số
loại polysaccharide tương tự khác tạo thành các
oligosaccharide. Endo-β-1,4-glucanase có thể được tổng
hợp từ rất nhiều nguồn khác nhau trong tự nhiên, trong đó
chủ yếu có nguồn gốc từ vi sinh vật [7, 12]. Trong bài báo
này, chúng tôi trình bày kết quả tách chiết và xác định các
tính chất lý hóa của endoglucanase từ Trichoderma
asperellum SH16 được phân lập ở Thừa Thiên Huế.
2. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Vật liệu
Chủng nấm T. asperellum SH16 được phân lập từ đất
dưới đống rơm tại Quảng Điền, Thừa Thiên Huế [5].
2.2. Phương pháp
2.2.1. Thu nhận EG ngoại bào
Nuôi cấy chủng nấm T. asperellum SH16 trên đĩa
Petri chứa môi trường Czapeck-Dox ở nhiệt độ 28oC trong
48 giờ để thu bào tử. Bào tử nấm được thu bằng nước cất
vô trùng, pha loãng mẫu đến 107 bào tử/mL, sau đó cấy 2
mL dịch bào tử vào 100 mL môi trường lỏng Czapeck-
Dox. Mẫu được nuôi ở 28oC trong 72 giờ với tốc độ lắc
180 vòng/phút. Sợi nấm được rửa sạch bằng MgCl2 và
nuôi trong môi trường lỏng Czapeck-Dox, trong đó
glucose được thay bằng 1% (w/v) carboxymethyl
cellulose (CMC) để cảm ứng sinh tổng hợp EG, điều kiện
nuôi cấy là 28oC trong 96 giờ với tốc độ lắc 150 rpm.
Dịch nuôi cấy được ly tâm 10.000 rpm, trong 10 phút, ở
4oC, loại bỏ sinh khối nấm, enzyme thô thu được bảo
quản ở 4oC cho các thí nghiệm tiếp theo [5].
Hoàng Tấn Quảng 2
2.2.2. Xác định hoạt độ EG
Hoạt độ của EG được xác định dựa theo Iqbal et al.
(2011) [7] với CMC làm cơ chất. Hỗn hợp phản ứng gồm
300 µL CMC 1% (trong đệm sodium acetate 0,05 M; pH
5,0) với 150 µL dịch enzyme thô được ủ ở 50oC trong 30
phút. Ngừng phản ứng bằng cách bổ sung 600 µL DNS
1%, hỗn hợp được đun sôi trong 5 phút để tạo màu. Đo độ
hấp phụ quang của sản phẩm tạo thành ở bước sóng 540
nm. Một đơn vị hoạt độ của enzyme được định nghĩa là
lượng enzyme có khả năng xúc tác chuyển hóa 1 µmol
glucose trong 1 phút ở điều kiện thí nghiệm [18]. Hàm
lượng glucose được tính toán theo phương trình đường
chuẩn y = 0,562x (R2 = 0,962), trong đó y là nồng độ
glucose và x là OD540nm.
Hàm lượng protein tổng số của dịch chiết được xác
định theo phương pháp Bradford (1976) [2] dựa vào
đường chuẩn albumin huyết thanh bò (BSA). Hoạt độ
riêng của enzyme EG được tính bằng tỷ số của hoạt độ
chung (unit/mL) trên protein tổng số (mg/mL).
2.2.3. Ảnh hưởng của nhiệt độ và pH lên hoạt độ của
enzyme
Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hoạt tính enzyme được
khảo sát trong khoảng từ 10-90oC. Độ bền nhiệt được
khảo sát sau khi ủ dịch chiết enzyme từ 10-90oC trong 30
phút [5].
Ảnh hưởng của pH đến hoạt tính của enzyme được
khảo sát trong khoảng pH từ 3-8. Đệm sử dụng cho tối ưu
pH là đệm citrate 20 mM (pH 3-5) và đệm phosphate 20
mM (pH 6-8). Dịch enzyme thô được kết tủa bằng
(NH4)2SO4 70% bão hòa ở 4oC trong 2 giờ, sau đó được
hòa tan trở lại trong các đệm có pH khác nhau và hoạt
tính thủy phân CMC được xác định tại nhiệt độ tối ưu [5].
2.2.4. Ảnh hưởng của các ion kim loại và các chất ức chế
Ảnh hưởng của các ion kim loại lên hoạt tính EG được
khảo sát bằng cách ủ enzyme đã tinh sạch sơ bộ với Al3+,
Cu2+, Co2+, Ca2+, Zn2+, Mn2+, Fe3+ và Hg2+ ở nồng độ 5
mM trong 30 phút ở nhiệt độ phòng. Khảo sát hoạt tính
thủy phân CMC với dung dịch đệm có pH tối ưu và tại
nhiệt độ tối ưu [5].
Ảnh hưởng của các chất ức chế lên hoạt tính của EG
được khảo sát bằng cách ủ enzyme đã tinh sạch sơ bộ với
SDS 1%, EDTA 1 mM, urea 1 M và Triton X-100 1%
trong 30 phút ở nhiệt độ phòng. Hoạt tính thủy phân CMC
được xác định bằng cách cho phản ứng với cơ chất trong
30 phút với dung dịch đệm có pH tối ưu và tại nhiệt độ tối
ưu [5].
2.2.5. Thăm dò khả năng phân hủy cơ chất cellulose
Khả năng phân hủy các loại có chất cellulose
khác nhau của EG được thực hiện bằng cách sử dụng 1
mL enzyme thô để thủy phân 0,05 g cơ chất ở điều kiện
phản ứng tối ưu trong một giờ. Các loại cơ chất bao gồm
bột giấy, bột rơm, bột vỏ lạc, bột lõi ngô, bột vỏ chuối
[15]. Các cơ chất này đã được loại bỏ đường tự do bằng
cách đun sôi trong 10 phút (2-3 lần), sấy khô và nghiền
thành bột mịn. Khả năng thủy phân cơ chất của enzyme
được khác định dựa trên lượng glucose được giải phóng
ra trong quá trình phản ứng.
2.2.6. Xác định khối lượng phân tử
Dịch enzyme thô được kết tủa bằng (NH4)2SO4 70%
bão hòa ở 4oC trong 2 giờ. Hòa tan kết tủa bằng đệm
citrate 20mM (pH 4,0). Thẩm tích và làm sạch dịch chiết
enzyme trong đệm citrate 10m M (pH 4,0).
Khối lượng phân tử của EG được xác định bằng
phương pháp điện di dịch enzyme trên gel polyacrylamide
12% có bổ sung cơ chất CMC ở nồng độ 0,2%. Quá trình
điện di được tiến hành ở 4oC trong 3 giờ, sau đó ủ trong
đệm citrate 20 mM ở 50oC qua đêm có bổ sung 1% (v/v)
Triton X-100 để loại SDS. Sau cùng bản gel được nhuộm
bằng thuốc nhuộm Lugol.
2.2.7. Xử lý thống kê
Tính trung bình mẫu và sai số chuẩn ít nhất 3 lần lặp
lại của hoạt tính EG bằng chương trình Microsoft Excel.
3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.1. Sản xuất EG ngoại bào
Kết quả trình bày ở hình 1 cho thấy enzyme EG ngoại
bào được tạo ra nhiều nhất sau 4 ngày nuôi cấy, với hoạt
độ chung (HĐC) là 0,102 u/mL và hoạt độ riêng (HĐR) là
2,694 u/mg protein.
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
0.00
0.03
0.06
0.09
0.12
2 3 4 5 6 7
Hoạt độ chung
Hoạt độ riêng
Hình 1: Sản xuất EG ngoại bào theo thời gian nuôi cấy
Theo một số tác giả, thời gian để EG tiết ra môi
trường ngoại bào đạt cao nhất tùy thuộc vào từng chủng
nấm Trichoderma cụ thể. Nghiên cứu của Li et al. (2009)
[12] cho thấy enzyme EG từ T. viride được sản xuất nhiều
nhất sau 60 giờ nuôi cấy trong hệ lên men. Trong khi đó,
Baig (2005) [1] thu được enzyme EG từ T. lignorum có
HĐC cao nhất là 0,25 u/mL sau 8 ngày nuôi trên môi
trường có nguồn carbon là CMC.
3.2. Ảnh hưởng của nhiệt độ
Kết quả khảo sát cho thấy enzyme EG có hoạt tính cao
nhất ở 55oC với HĐC là 0,151 u/mL và HĐR là 2,729
u/mg protein. Hoạt độ enzyme thể hiện mạnh trong
khoảng 50-60oC, sau 60oC hoạt độ giảm rất mạnh.
Một số tác giả khi khảo sát nhiệt độ tối thích của
cellulase từ các chủng Trichoderma cũng nhận thấy 55oC
là nhiệt độ thích hợp cho enzyme phản ứng, chẳng hạn
EG III từ T. reesei QM 9414 [13], cellulase từ T. viride
[7] hay EG từ T. reesei NRRL 3652 [18]. Một số nghiên
cứu khác lại thu được nhiệt độ tối ưu cho phản ứng thấp
hơn nghiên cứu của chúng tôi như EG từ Trichoderma sp.
có nhiệt độ tối thích là 45oC [4], cellulase III từ T. viride
Thời gian nuôi cấy (ngày)
H
o
ạ
t
đ
ộ
r
iê
n
g
(
u
/m
g
p
ro
te
in
)
H
o
ạ
t
đ
ộ
c
h
u
n
g
(
u
/m
L
)
3 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ Số 9(82).2014
là 50oC [16] hay EG từ T. reesei và T. harzianum là 30oC
[14, 17].
0
30
60
90
120
0
1
2
3
10 20 30 40 50 60 70 80 90
Nhiệt độ tối thích
Độ bền nhiệt độ
Hình 2: Ảnh hưởng của nhiệt độ lên hoạt độ của EG
Trong nghiên cứu của chúng tôi, enzyme chỉ duy trì
được 90% hoạt độ khi xử lý ở nhiệt độ dưới 30oC, từ 30-
50oC trở lên hoạt tính giảm của enzyme giảm chậm nhưng
trên 60oC hoạt tính của enzyme giảm rất nhanh. Một số
enzyme khác có độ bền nhiệt cao hơn EG của chúng tôi
như EG từ T. reesei NRRL 3652 bền ở 50oC đến 160 phút
[18] hay endoglucanase III từ T. reesei QM 9414 chịu
được nhiệt độ 65oC trong 30 phút [13].
3.3. Ảnh hưởng của pH
Sau khi khảo sát hoạt tính enzyme trong khoảng pH từ
3-8 cho thấy enzyme hoạt động mạnh ở khoảng pH 3-4,5,
trong đó mạnh nhất ở pH 3,5, hoạt tính của enzyme giảm
mạnh khi pH lớn hơn 5. Đây là enzyme có khoảng pH
hoạt động hẹp và chỉ hoạt động trong môi trường acid.
Khảo sát độ bền pH cho thấy enzyme giữ được hơn 80%
hoạt tính ở các khoảng pH từ 3-5, ở các mức pH cao hơn,
enzyme chỉ giữ được khoảng 60% hoạt tính.
60
70
80
90
100
110
0
0.8
1.6
2.4
3.2
3 4 5 6 7 8
pH tối thích
Độ bền pH
Hình 3: Ảnh hưởng của pH lên hoạt độ của EG
Một số công bố trước đây cũng cho thấy cellulase hoạt
động mạnh trong môi trường acid như EG III từ T. reesei
QM 9414 là 4-5 [13], EG từ T. reesei NRRL 3652 là 5
[18], cellulase III từ T. viride là 4,5-5 [16], hoặc thấp hơn
như EG từ T. reesei là 3 [17]. Một số enzyme có pH hoạt
động tối thích cao hơn nghiên cứu của chúng tôi, ở vùng
trung tính như 6,5 ở EG từ Trichoderma sp. [4] và
cellulase từ T. viride [7], 6,0 ở EG từ T. harzianum [14],
hoặc ở vùng kiềm như 8,0 ở cellulase từ T. viride [7].
Cellulase của chúng tôi có độ bền pH nằm trong khoảng
3-5, kết quả này tương đương với EG từ T. reesei NRRL
3652 [18]. Tuy nhiên, một số nghiên cứu cho thấy các
cellulase khác có độ bền pH cao hơn, chẳng hạn cellulase
từ T. viride bền ở pH 4,5-7,5 [16] hay EG III từ T. reesei
QM 9414 là 3-8 [13].
3.4. Ảnh hưởng của ion kim loại
Khảo sát ảnh hưởng của các ion kim loại lên hoạt tính
EG cho thấy Al3+ và Hg2+ có tác dụng ức chế mạnh hoạt
động của enzyme này, hoạt độ thu được còn lại sau khi xử
lý còn lại dưới 40%. Các ion kim loại có tác dụng tăng
cường hoạt tính của enzyme đáng kể là Ca2+ (113%),
Mn2+ (108%) và Co2+ (115%). Khi tăng nồng độ các ion
này lên 10 mM, tác động của Ca2+ lại không tốt bằng
(106%), trong khi đó Mn2+ và Co2+lại có hoạt tính tăng
rất mạnh (158 và 166%). Đối với các chất ức chế, tất cả
các chất nghiên cứu đều ảnh hưởng đến hoạt độ enzyme,
ảnh hưởng nhiều nhất là SDS 1% (còn lại 3%) và EDTA
1 mM (39%).
0
30
60
90
120
150
180
Đ
C
5
m
M
M
n
(I
I)
1
0
m
M
M
n
(I
I)
5
m
M
C
a
(I
I)
1
0
m
M
C
a
(I
I)
5
m
M
F
e
(I
II
)
5
m
M
C
u
(I
I)
5
m
M
C
o
(I
I)
1
0
m
M
C
o
(I
I)
5
m
M
A
l(
II
I)
5
m
M
Z
n
(I
I)
5
m
M
H
g
(I
I)
1
M
U
re
a
1
%
T
ri
to
x
1
X
1
m
M
E
D
T
A
1
%
S
D
S
Hình 4: Ảnh hưởng của các ion kim loại và các chất ức chế
lên hoạt độ của EG
Việc sử dụng các ion kim loại để tăng cường hoạt tính
của enzyme cũng đã được nhiều tác giả nghiên cứu, Co2+
và Mn2+ tăng cường hoạt độ của cellulase từ T. viride [7],
Ca2+ và Co2+ tăng cường hoạt độ của EG từ T. harzianum
lên gần gấp đôi [14]. Okada (1976) [16] nhận thấy
cellulase III từ T. viride bị ức chế bởi Hg2+ nhưng không
bị tác động bởi EDTA, trong khi đó Iqbal et al. (2011) [7]
công bố Hg2+ và SDS, EDTA ức chế hoạt tính của
cellulase từ T. viride, nghiên cứu của Nawaz et al. (2006)
[14] cũng cho thấy Hg2+ ức chế hoạt tính của EG từ T.
harzianum. Như vậy, nghiên cứu của chúng tôi có kết quả
tương tự như các nghiên cứu đã công bố trước đây.
3.5. Khả năng phân hủy cơ chất cellulose
Kết quả trình bày khả năng phân hủy cơ chất có nguồn
gốc cellulose của EG từ T. asperellum SH16 được trình
bày ở bảng 1 cho thấy chúng có hoạt tính mạnh nhất trên
nguồn cơ chất là lõi ngô, với lượng glucose được giải
phóng ra là 1,13 µmol.
Các nguồn cơ chất khác hoạt tính của enzyme thấp
hơn nhiều. Trong khi đó, nghiên cứu của Trần Non Nước
và nnk (2012) [15] cho thấy cellulase được tổng hợp
nhiều nhất trên nguồn có chất là bột giấy.
H
o
ạ
t
đ
ộ
r
iê
n
g
(
u
/m
g
p
ro
te
in
)
H
o
ạ
t
đ
ộ
c
ò
n
l
ạ
i
(%
)
Nhiệt độ (oC)
pH
H
o
ạ
t
đ
ộ
r
iê
n
g
(
u
/m
g
p
ro
te
in
)
H
o
ạ
t
đ
ộ
c
ò
n
l
ạ
i
(%
)
Các ion kim loại và chất ức chế
H
o
ạ
t
đ
ộ
c
ò
n
l
ạ
i
(%
)
Hoàng Tấn Quảng 4
Bảng 1: Khả năng phân giải cơ chất của EG từ T.
asperellum SH16
Nguồn cơ chất Hàm lượng glucose giải phóng
(µmol/mL)
Bột giấy 0,18
Bột vỏ lạc 0,64
Bột vỏ chuối 0,62
Bột rơm 0,33
Bột lõi ngô 1,13
3.6. Xác định khối lượng phân tử
Kết quả điện di trên polyacrylamide gel cho thấy có 5
vùng phân giải cơ chất CMC xuất hiện ở vị trí khoảng 25,
27, 37, 45 và 66 kDa. Điều này cho thấy EG ở T.
asperellum SH16 có thể là 5 loại khác nhau với khối
lượng phân tử tương ứng với các vùng phân giải trên.
Hình 5: Hình ảnh điện di enzyme EG. M: thang chuẩn khối
lượng phân tử protein (Bio-Rad), 1: protein ngoại bào tổng số,
2: băng enzyme trên gel có 0,2% CMC sau khi nhuộm bằng
thuốc nhuộm Lugol.
Hiện nay, chưa có các công bố liên quan đến enzyme
EG trên T. asperellum, tuy nhiên, trên các đối tượng khác
thuộc chi Trichoderma, các công bố trước đây cho thấy
enzyme này có rất nhiều loại với khối lượng phân tử khác
nhau, ví dụ cellulase III từ T. viride có khối lượng phân tử
là 45 kDa [16], endoglucanase III từ T. reesei QM 9414 là
48 kDa [13] và cellulase từ T. viride là 58 kDa [7]. Như
vậy, ngoại trừ cellulase III từ T. viride, các enzyme mà
chúng tôi thu được khác với những enzyme đã được công
bố.
4. KẾT LUẬN
Endo-β-1.4-glucanase từ chủng SH16 được tiết ra
nhiều nhất sau 4 ngày nuôi cấy trong môi trường có 1%
CMC, với hoạt độ chung là 102 u/mL và hoạt độ riêng là
2,694 u/mg protein. Enzyme có nhiệt độ và pH hoạt động
tối thích lần lượt là 55oC và 3,5, bền ở nhiệt độ thấp và
chỉ hoạt động ở vùng pH acid. Mn2+ và Co2+ có tác dụng
tăng cường mạnh hoạt động của enzyme trong khi Al3+,
Hg2+, SDS và EDTA ức chế mạnh hoạt động của enzyme
này. Trong số 5 nguồn cơ chất nghiên cứu, bột lõi ngô là
cơ chất thích hợp nhất cho hoạt động của enzyme này. EG
ở T. asperellum SH16 gồm 5 enzyme có khối lượng phân
tử khoảng 25, 27, 37, 45 và 66 kDa.
Lời cảm ơn: Đề tài được thực hiện với nguồn kinh phí
của đề tài cấp Đại học Huế (2013-2014).
Tài liệu tham khảo
[1] Baig M. M. V., "Cellulolytic enzymes of Trichoderma
lignorum produced on banana agro-waste:
Optimisation of culture medium and conditions" J.
Sci. Ind. Res., 64, 2005, 57-60.
[2] Bradford M. M., "A rapid and sensitive method for the
quantitation of microgram quantities of protein
utilizing the principles of protein-dye binding" Anal.
Biochem., 72, 1976, 248-254.
[3] Tăng Thị Chính, Lý Kim Bảng và Lê Gia Hy, "Nghiên
cứu sản xuất cellulase của một số chủng vi sinh vật ưu
nhiệt phân lập từ bể ủ rác thải", Báo cáo khoa học,
Hội nghị Công nghệ Sinh học toàn quốc, Nxb. Khoa
học và Kỹ thuật, Hà Nội, 1999, 790-797.
[4] Gautam S. P., Bundela P. S., Pandey A. K., Khan J.,
Awasthi M. K. and Sarsaiya S., "Optimization for the
production of cellulase enzyme from municipal
solidwaste residue by two novel cellulolytic fungi",
Biotechnol. Res. Int., 2011.
[5] Hung N. B., Quang H. T., Ha T. T. T., Thao T. N.,
Chau T. T. D. and Loc N. H., "Isolation and
characterization of 42 kDa chitinase from
Trichoderma asperellum", Vietnamese J. Biotechnol.,
8(3B), 2010, 1651-1657.
[6] Nguyễn Lan Hương và Hoàng Đình Hòa, "Hệ vi
khuẩn có hoạt tính thủy phân tinh bột, protein,
cellulose hoặc dầu ô lưu trong quá trình phân hủy chất
thải hữu cơ", Báo cáo khoa học, Hội nghị Công nghệ
Sinh học toàn quốc, Nxb. Khoa học và Kỹ thuật, Hà
Nội, 2003, 288-291.
[7] Iqbal H. M. N., Ahmed I., Zia M. A. and Irfan M.,
"Purification and characterization of the kinetic
parameters of cellulase produced from wheat straw by
Trichoderma viride under SSF and its detergent
compatibility", Adv. Biosci. Biotechnol., 2, 2011,149-
156.
[8] Hoàng Quốc Khánh, Ngô Đức Duy và Nguyễn Duy
Long, "Khả năng sinh tổng hợp và đặc điểm cellulase
của Aspergillus niger RNNL-363", Báo cáo khoa học,
Hội nghị Công nghệ Sinh học toàn quốc, Nxb. Khoa
học và Kỹ thuật, Hà Nội, 2003, 304-307.
[9] Trịnh Đình Khả, Quyền Đình Thi và Nguyễn Sỹ Lê
Thanh, "Tuyển chọn và nghiên cứu ảnh hưởng của các
yếu tố môi trường lên khả năng sinh tổng hợp
cellulase của chủng Penicillium sp.DTQ-HK1", TC
Công nghệ Sinh học, 5(3), 2007, 355-362.
[10] Kuhad R. C., Gupta R. and Singh A., "Microbial
cellulases and their industrial applications", Enzyme
Res., 2011, Doi:10.4061/2011/280696.
[11] Trần Thị Lệ, Trần Thị Thu Hà, Nguyễn Thị Thanh và
Nguyễn Xuân Kỳ, "Tuyển chọn chủng nấm
Trichoderma spp. phân giải cellulose mạnh để sản
xuất phân hữu cơ vi sinh và nghiên cứu ảnh hưởng của
M 1 2
kDa
97
66
45
30
20,1
~ 66 kDa
~ 45 kDa
~ 37 kDa
~ 27 kDa
~ 25 kDa
5 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ Số 9(82).2014
chúng đối với giống đậu xanh 208 vụ xuân 2011 tại
HTX Hương long, thành phố Huế", Tạp chí Khoa học
(Đại học Huế), 71(2), 2012, 203-214.
[12] Li X., Yang H., Roy B., Park E. Y., Jiang L., Wang
D. and Miao Y., "Enhanced cellulase production of
the Trichoderma viride mutated by microwave and
ultraviolet", Microbiol. Res., 165(3), 2009, 190-198.
[13] Macarrón R., Acebal C., Castiilón M. P., Domínguez
J. M. and Manta I. D. L., "Mode of action of
endoglucanase III from Trichoderma reesei",
Biochem. J., 289, 1993, 867-873.
[14] Nawaz S., Malana M. A., Ikram N., Hafeez S., Ghori
M. I. and Jamil A., "Kinetic study of carboxymethyl
cellulase from Trichoderma harzianum", Pak. J. Life
Soc. Sci., 4(1-2), 2006, 15-19.
[15] Trần Non Nước, Võ Văn Song Toàn, Dương Thị
Hương Giang và Trần Nhân Dũng, "Tuyển chọn và tối
ưu hóa vi khuẩn kỵ khí sinh tổng hợp enzyme
cellulase trên cơ chất bột giấy", Tạp chí Khoa học,
Trường ĐH Cần Thơ, 22b, 2012, 43-53.
[16] Okada G., "Enzymatic studies on a cellulase system
of Trichoderma viride", J. Biochem., 80, 1976, 913-
922.
[17] Shafaq A., Malana M. A., Ikram N., Ghori M. I. s.,
Butt K. Y. and Ahmed S., "Kinetic study of
carboxymethylcellulase from Trichoderma reesei",
Pak. J. Life Soc. Sci., 2(1), 2004, 1-4.
[18] Zhekova B., Dobrev G., Dobreva V. and Hadjikinova
M., "Characterization of enzyme with carboxymethyl
cellulase activity produced by Trichoderma reesei
NRRL 3652", Agri. Sci. Tech., 4(3), 2012, 311-314.
Họ và tên tác giả: TS. Hoàng Tấn Quảng
ĐT: 0983735509
Email: htquang263@gmail.com
Chữ ký:
Hoàng Tấn Quảng 2
View publication stats
Các file đính kèm theo tài liệu này:
- glucanasesh16vi_tapchidn_2996_2115000.pdf