Optimization of mannanase production from recombinant Aspergillus sojae and analysis of Galactomannan hydrolysis
Rekombinant Aspergillus sojae de mannanaz üretiminin optimizasyonu ve Galaktomannan hidroliz analizi
- Tez No: 176916
- Danışmanlar: PROF. DR. UFUK BAKIR, PROF. DR. ZÜMRÜT BEGÜM ÖGEL
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyokimya, Biyoteknoloji, Gıda Mühendisliği, Biochemistry, Biotechnology, Food Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2008
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 117
Özet
Aspergillus fumigatus, keçiboynuzunda da bulunan galaktomannan polimerlerini hidroliz etmek için gerekli olan enzimleri üretmektedir. Bu enzimlerin arasından endo-beta-1,4 mannanaz enzimi yüksek miktarda üretilmektedir. Ancak bu mantar güvenli olmaması nedeni ile gıda endüstrisinde kullanılmamaktadır. Bu nedenle A. fumigatus IMI385708'un endo-beta-1,4-mannanaz enzimini kodlayan geni, gıda uygulamalarında kullanımı güvenli olan Aspergillus sojae ATCC11906 mantarına (mikroorganizmasına) önceden laboratuvarımızda klonlanmıştır. Sonuç olarak sekiz transformant elde edilmiştir. Bu transformantların bazılarının, gliseraldehit-3-fosfat dehidrogenaz promotör kontrolü altında ifade edilmesinden ve genin Aspergillus niger' ın glikoamilaz sinyal ve pro-peptit bölgesine füzyonundan dolayı, enzimi daha fazla ürettikleri görülmüştür. Bu çalışmada, transformantların mannanaz üretimi A. fumigatus ile karşılaştırılmış ve A. sojae transformantı AsT1, 352 U/ml'lik maksimum aktivite ile 12 katlık bir artış göstermiştir. Baslangıç besiyeri pH'sının ve ekilen spor sayısının aktivite üzerine etkisi araştırıldığında, maksimum aktivite başlangıç besiyeri pH'sı 7.0 ve ekilen spor sayısı 3.6 × 106 iken bulunmuştur. Çalkalamalı erlenlerde maksimum mannanaz üretimi için büyüme koşullarının, en iyi mannanaz üreticisi olarak bulunan Aspergillus sojae transformantı AsT1 kullanılarak optimizasyonu, Yanıt Yüzey Metodu altında Box-Behnken istatistiksel deney tasarımı yapılarak yürütülmüştür. En yüksek mannanaz üretimi 30 ºC'lik inkübasyonun dördüncü gününde, optimum koşullarda, ağırlık/hacim yüzdesi %7 melas, %0.43 NH4NO3, %0.1 K2HPO4, %0.05 MgSO4 olan besiyerinde 207 rpm'de 363 U/ml olarak bulunmuştur. Optimum koşullarda en yüksek aktivite, altıncı günde 482 U/ml olarak bulunmuş ve bu değerin daha önce glikozlu ortamda elde edilen 352 U/ml'lik aktiviteden 1.4 kat daha fazla olduğu saptanmıştır. 40 Ünite mannanaz enzimi ile 48 saat boyunca hidroliz edilen keçiboynuzu gamından, başlıca mannotrioz, 61-galaktozil-beta-D-mannotrioz ve 63,64-di-alfa-galaktozil-beta-1,4-mannopentaoz oligosakkaritleri elde edilmiştir.
Özet (Çeviri)
Aspergillus fumigatus produces enzymes required for the hydrolysis of galactomannans like locust bean gum. Among these enzymes endo-beta-1,4 mannanase is also produced at high levels. However, the fungus is not safe for use in the food industry. Therefore, the gene encoding endo-beta-1,4-mannanase of A. fumigatus IMI 385708 was previously cloned in our laboratory into Aspergillus sojae ATCC11906 which is a safe microorganism for use in food applications. Altogether eight transformants were obtained. It was shown that some of these transformants overproduce the enzyme because of expression under the control of glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase promoter and fusion to the glucoamylase signal and pro-peptide coding region of Aspergillus niger. In this study, mannanase production of these transformants was compared with A. fumigatus and A. sojae transformant AsT1 showed c. 12 fold increase with the maximum activity of 352 U/ml. The effects of initial medium pH and number of spores on activity were investigated and maximum activity was achieved at pH 7.0 and the number of spores was found as 3.6 × 106. Optimization of the growth conditions for maximum mannanase production in shake flasks by using the best mannanase producing transformant AsT1 was carried out by using Box-Behnken design under Response Surface Methodology. The highest beta-mannanase activity on the fourth day of cultivation at 30 ºC was obtained as 363 U/ml in the optimized medium containing 7% sugar beet molasses, 0.43% NH4NO3, 0.1% K2HPO4, 0.05% MgSO4 as the weight/volume percentage at 207 rpm. On sixth day of cultivation under the optimized conditions, the highest mannanase activity was achieved as 482 U/ml which is 1.4 fold of 352 U/ml activity found on glucose medium previously. After 48 h of LBG hydrolysis by 40 U of mannanase, mannotriose, 61-galactosyl-beta-D-mannotriose and 63,64-di-alpha-galactosyl-beta-1,4-mannopentaose were found as the main products via HPLC analysis.
Benzer Tezler
- Denizli-Tavas manganez cevherlerinin sidik liçi ve proses optimizasyonu
Başlık çevirisi yok
AHMET DEMİR
- Yerel kaynaklı lateritik nikel cevherlerinden ferronikel üretimi
Production of ferronickel from domestic lateritic ores
CEM ÇOLAKOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2008
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiPROF. DR. ONURALP YÜCEL
YRD. DOÇ. DR. C. BORA DERİN
- Doğal mıknatıslarla geliştirilen yüksek alan şiddetli yaş manyetik ayırıcı tasarlanması ve manganez ve manyetit cevherleri ile denenmesi
Design of high gradient wet magnetic seperator with permanent magnets and beneficiation of magnetite and manganese ores
UTKU ANIL BAŞTAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Maden Mühendisliği ve Madencilikİstanbul Teknik ÜniversitesiCevher Hazırlama Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HAYRÜNNİSA ATEŞOK
- Yüksek alan şiddetli yaş manyetik ayırıcı geliştirilmesi ve krom cevherleri ile denenmesi
High gradient wet magnetic separator design and experiment with chromite ores
NİLÜFER ELA CÜCE
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Maden Mühendisliği ve Madencilikİstanbul Teknik ÜniversitesiCevher Hazırlama Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HAYRÜNNİSA ATEŞOK