بررسی توان تولید مناکوئینون 7 (ویتامین K) و ناتوکیناز در دو سویه وحشی و کلکسیونی باسیلوس سوبتیلیس ناتو
محورهای موضوعی : میکروب شناسی مولکولی
1 - دانشگاه آزاد
کلید واژه: باسیلوس سوبتیلیس ناتو, , مناکوئینون 7, ویتامین K, ناتوکیناز, غذای تخمیری,
چکیده مقاله :
سابقه و هدف: باسیلوس سوبتیلیس ناتو به واسطه قدرت بالا در تولید مناکوئینون 7 (ویتامین K) و همچنین آنزیم ناتوکیناز یک سویه میکروبی ارزشمند در زیست فناوری دارویی است. شرکت های دارویی و تولید کنندگان مکمل های غذایی از این سویه جهت تولید صنعتی این ترکیبات استفاده می نمایند. اما علی رغم اهمیت کاربردی باسیلوس سوبتیلیس ناتو در صنایع دارویی، در ایران تنها یک سویه کلکسیونی از این باکتری در دسترس است. با توجه به این که نگهداری کلکسیونی درازمدت ممکن است بر ویژگی های فیزیولوژیک باکتری ها تاثیر منفی داشته باشد، بر آن شدیم تا توان این سویه را در تولید محصولات زیستی با سویه وحشی باسیلوس سوبتیلیس ناتو مقایسه نماییم. مواد و روشها: با خرید استارتر ناتو از شرکتهای بین المللی و وارد کردن آن به کشور، غذای تخمیری ژاپنی ناتو تهیه شد. با رقیق سازی سوسپانسیون ناتو و کشت آن، باکتریهای مورد نظر جداسازی و خالص سازی شد. کلونی های مشکوک به باسیلوس سوبتیلیس بر اساس ریخت شناسی کلونی، رنگ آمیزی های گرم و اسپور جداسازی شدند. در مرحله بعد آزمونهای بیوشیمیایی از قبیل مصرف سیترات، هیدرولیز نشاسته، هیدرولیز ژلاتین، تولید سولفید هیدروژن، تحمل نمک، کاتالاز، ووگس-پروسکوئر (V-P)، تخمیر گلوکز، تخمیر مانیتول و احیای نیترات بر روی جدایه ها انجام شد. شناسایی مولکولی به روش توالی یابی ژن rRNA 16s انجام شد و توالی بدست آمده در پایگاه اطلاعاتی NCBI به ثبت رسید. نهایتا توانایی باسیلوس سوبتیلیس ناتو وحشی جهت تولید مناکوئینون 7 و ناتوکیناز با توان سویه کلکسیونی در تولید این ترکیبات مقایسه گردید. یافته ها: نتایج به دست آمده از آزمون های ریخت شناسی کلونی، رنگ آمیزی ها، آزمونهای بیوشیمیایی و شناسایی مولکولی تائید نمود که سویه جداسازی شده باسیلوس سوبتیلیس ناتو می‌باشد. میزان مناکوئینون 7 تولید شده توسط این سویه و سویه کلکسیونی تفاوت معنی داری نشان نداد. قدرت تولید ناتوکیناز در سویه وحشی نسبت به سویه کلکسیونی به طور معنی داری بیشتر بود. نتیجه گیری: نگهداری دراز مدت باسیلوس سوبتیلیس ناتو در کلکسیون های میکروبی خارج از کشور و پس از آن در کلکسیون های داخلی موجب شده است که توان این سویه در تولید محصولات دارویی ارزشمند به شدت کاهش یابد. البته این نتیجه گیری نمی تواند به طور قطع صحیح باشد زیرا ممکن است سویه کلکسیونی که در ایران در دسترس است از ابتدا یک سویه ضعیف از نظر تولیدات دارویی بوده باشد. با توجه به اهمیت سویه های صنعتی در تولید محصولات با ارزش بعید نیست که کلکسیون های میکروبی خارج از کشور سویه با توان بالای تولید را در اختیار دیگر کشورها قرار نداده باشند. لذا تلاش خواهد شد تا سویه وحشی باسیلوس سوبتیلیس ناتو که دارای توان قابل توجهی در تولید مناکوئینون 7 و ناتوکیناز می باشد در کلکسیون های میکروبی داخلی سپرده گذاری گردد تا در اختیار فناوران و پژوهشگران ایرانی قرار گیرد.
Background & Objectives: Bacillus subtilis natto is a valuable microbial strain in pharmaceutical biotechnology due to its high pptential in the production of menaquinone 7 (vitamin K) and natto kinase. Pharmaceutical companies and food supplement manufacturers use this strain for the industrial production of these compounds. However, despite the practical importance of Bacillus subtilis natto in the pharmaceutical industry, only one strain of this bacterium is available in Iran by microbial culture collections. Considering that long-term collection preservation may have a negative effect on the physiological characteristics of bacteria, we decided to compare the ability of this strain in the production of biological products with the wild strain of Bacillus subtilis natto. Materials and Methods: Fermented Japanese food natto was prepared by purchasing natto starter from international companies and importing it into the country. The natto suspension was diluted and cultured with the desired bacteria, which were then isolated and purified. Colonies which were suspected to Bacillus subtilis were isolated based on colony morphology, Gram staining, and spore staining. Subsequently, biochemical tests were performed on the isolates, including citrate utilization, starch hydrolysis, gelatin hydrolysis, hydrogen sulfide production, salt tolerance, catalase, Voges-Proskauer (V-P), glucose fermentation, mannitol fermentation. and nitrate reduction. Molecular identification was carried out using 16S rRNA gene sequencing and the obtained sequence was registered in the NCBI database. Finally, the ability of wild and collection strain of Bacillus subtilis natto to produce menaquinone 7 and nattokinase was compared. Results: The results obtained from the colony morphology tests, staining, biochemical tests, and molecular identification confirmed that the isolated strain was Bacillus subtilis natto. The amount of menaquinone 7 produced by this strain and the collection strain did not show a significant difference. Natokinase production potency was significantly higher in the wild strain compared to the collection strain. Conclusion: Long-term storage of Bacillus subtilis natto in microbial collections outside the country, followed by storage in domestic collections, has resulted in a significant decrease in the ability of this strain to produce valuable pharmaceutical products. However, this conclusion cannot be definitively confirmed, as it is possible that the collection strain available in Iran was initially a weak strain in terms of pharmaceutical production. Given the importance of industrial strains in the production of valuable products, it is unlikely that international microbial collections have provided strains with high production potential to other countries. Therefore, efforts will be made to deposit the wild Bacillus subtilis natto strain, which has significant potential for producing menaquinone 7 and nattokinase, in domestic microbial culture collections so that it be made available to Iranian technologists and researchers.