عنوان

کاربرد زیست تبدیلی میکروبی برای تولید ال-دوپا از ال-تیروزین

Number

۳۳۷۴پ

.Language of Text, Soundtrack etc

فارسی

Title Proper

کاربرد زیست تبدیلی میکروبی برای تولید ال-دوپا از ال-تیروزین

General Material Designation

[پایان نامه]

First Statement of Responsibility

/ مینا صیادی

Place of Publication, Distribution, etc.

سنندج

Name of Publisher, Distributor, etc.

: دانشگاه کردستان، دانشکده علوم پایه

Date of Publication, Distribution, etc.

، ۱۳۹۶

Specific Material Designation and Extent of Item

و، ۷۱ص

Other Physical Details

: مصور (بخشی رنگی)، جدول

Accompanying Material

+ لوح فشرده

Text of Note

چکیده فارسی - انگلیسی

Text of Note

کتابنامه: ص. ۶۷-۷۱

Dissertation or thesis details and type of degree

کارشناسی ارشد

Discipline of degree

زیست شناسی سلولی و مولکولی

Body granting the degree

کردستان

Text preceding or following the note

۱۹.۸۵

Text of Note

ال-¬ دوپا اولین بار در دهه 1960 میلادی شناسایی شد که مؤثرترین دارو در درمان بیماری پارکینسون می¬باشد. زیست تبدیل میکروبی ال ـ تیروزین به ال-دوپا، فرآیندی همسو و متناسب با محیط زیست بوده (شیمی سبز) و ال-دوپای تولیدشده به¬وسیله این فرآیندها جزء ترکیبات طبیعی طبقه¬بندی می¬شود. در این پژوهش، برای اولین بار در کشور زیست تبدیل میکروبی ال-تیروزین به ال-دوپا با استفاده از سویه¬های باکتری بومی آبزی به‌عنوان زیست واکنش¬گر مطالعه شد. 94 جدایه¬ی باکتریایی در محیط¬های کشت غنی کننده حاوی ال-تیروزین به دست آمد که تحمل-پذیری ذاتی آن¬ها از طریق روش رقت در آگار تعیین شد و 61 سویه باکتری دارای تحمل¬پذیری بالا نسبت به ال-تیروزین جهت آزمایش¬های بعدی برگزیده شدند. بر اساس نتایج به دست آمده از آنالیزهای کیفی TLC و کمی اسپکتروفتومتری، سویه باکتری CT4W که از سواحل بوشهر جدا شده بود به‌عنوان سویه برتر در تولید ال-دوپا مورد شناسایی فنوتیپی و مولکولی قرار گرفت. سویه CT4W دارای مشابهت بیش از 97 درصدی با گونه¬های Paenibacillus antarcticus بود.توالی نوکلئوتیدی ژن 16SrDNA سویه CT4W با شماره دسترسی KX507264 در بانک اطلاعات ژنی NCBI قابل دسترسی است. این مطالعه اولین گزارش از تولید زیستی ال-دوپا از ال-تیروزین در جنس Paenibacillus است. در ادامه با هدف افزایش بازده واکنش و جلوگیری از تجزیه متابولیت¬های تولیدی (ال-دوپا)، میزان ال-دوپای تولید شده تحت استراتژی سلول¬های در حال استراحت با استفاده از روش¬های بهینه¬سازی تک عاملی و طراحی آزمایش تاگوچی در سویه مذکور سنجش شد که در بهینه¬سازی تک عاملی، چهار عامل شامل ال-تیروزین، یون مس، عصاره مخمر و بیومس سلول بیش¬ترین تأثیر را داشتند. در طی بهینه¬سازی مرحله دوم از روش آماری تاگوچی جهت یافتن ترکیب بهینه عامل¬های مذکور استفاده شد. بر اساس نتایج به دست آمده عوامل با تأثیر معنی¬داری بر زیست تبدیلی ال- تیروزین به ال- دوپا به ترتیب اهمیت یون مس، غلظت اولیه سوبسترای ال-تیروزین و بیومس ورودی تعیین شدند. تحت شرایط بهینه در سطوح انتخاب شده این عامل¬ها، حداکثر غلظت ال- دوپا در سطح معنی¬داری 5 % (p<0.05) 728/0 گرم در لیتر تخمین زده شده است. نتایج نشان داد که طراحی تاگوچی ابزاری قدرتمند برای بهینه¬سازی و زیست تبدیلی ال-تیروزین به ال-دوپا در این سویه بوده چون در مرحله اول بهینه-سازی به روش تک عاملی علیرغم تعدد آزمایش¬ها، بیش¬ترین میزان ال-دوپای تولیدی 29/0 گرم در لیتر بود که پس از بهینه¬سازی با روش تاگوچی به 728/0 گرم در لیتر افزایش یافت. پس از آن با هدف افزایش غلظت ال- دوپا تولیدی در مخلوط واکنش اثر دوره گرما گذاری بررسی شد که در شرایط بهینه شده بالا، 96/0 گرم در لیتر ال- دوپا از 5/1 گرم در لیتر ال-تیروزین پس از 20 ساعت واکنش زیست تبدیلی تولید شده است. بازده تولید ال-دوپا از ال-تیروزین در فرآیند فوق 5/52 درصد بوده است.

Text of Note

L-DOPA was first discovered in the 1960s as the most effective treatment for Parkinson's disease. Microbial bioconversion of L-tyrosine into L-dopa is an appropriate and favorable process with the environment (green chemistry) and the L-dopa that generated by these processes is classified as a natural compound. In the present research, for the first time in the country, microbial bioconversion of L-tyrosine into L-dopa was studied by using strains of aquatic indigenous bacteria as the biocatalysts. Using enrichment technique 94 bacterial strains were recovered in culture media which contained L-tyrosine and their intrinsic tolerance was determined by agar dilution method. Sixty-one strains of bacteria with high tolerance to L-tyrosine were selected for subsequent experiments. Based on the results of qualitative analysis of TLC and quantitative spectrophotometry, the strain CT4W, picked up from the shores of Bushehr, was characterized as a superior strain in the production of L-dopa by phenotypic and molecular analyses. The strain CT4W had a similarity of more than 97% with the Paenibacillus antarcticus. The 16SrDNA Gene Nucleotide Sequence CT4W with access number KX507264 is available in the NCBI Gene Database. This study is the first report on the production of L-dopa from L-tyrosine in the genus Paenibacillus. In order to increase the reaction efficiency and prevent the degradation of the metabolites (L-dopa). One-factor-at-a-time and taguchi optimization methods were used to improve the yield of L-dopa in conversion reaction under resting cells of strain CT4W. Four factors including L-tyrosine, copper ion, yeast extract and cell biomass had the most influence. During the second stage optimization, Taguchi statistical method was used to find the optimal combination of mentioned factors. According to the results, the factors with a significant effect on the biotransformation of L-tyrosine to L-dopa were the initial concentrations of copper ions, L-tyrosine substrate and the input biomass, respectively. Under optimum conditions at the selected levels of these factors, the maximum concentration of L-dopa at the 5% significance level is estimated at 0.728 g/l. The results showed that taguchi design was a powerful tool for the optimization and biotransformation of L-tyrosine to L-dopa in this strain, since in the first stage of the optimization by single-factor method, despite the multiplicity of experiments, the highest amount of L-dopa production was 0.29 g/l, which increased to 0.012 g/l after using taguchi optimization. Subsequently, with the aim of increasing the concentration of generated L-dopa in the reaction mixture, the effect of the incubation period was investigated in which 0.96 g / l of L-dopa was produced from 1.5 g /l of L-tyrosine after 20 h of conversion reaction under optimal conditions. The molar yield of L-dopa from L-tyrosine in the above process was 52.5%.

fa

ba

Subject Term

L-dopa

Subject Term

L-tyrosine

Subject Term

Bioconversion

Subject Term

Optimization

Subject Term

Taguchi method

صیادی، مینا

Entry Element

آش‍ن‍گ‍رف‌

Entry Element

مجدی

Part of Name Other than Entry Element

، م‍راح‍م‌

Part of Name Other than Entry Element

، محمد

Dates

، 1356-

Dates

، 1360-

Relator Code

استاد راهنما

Relator Code

استاد مشاور

Entry Element

دانشگاه کردستان

Subdivision

. دانشکده علوم پایه

Country

ایران

Agency

کتابخانه مرکزی دانشگاه کردستان

Call Number

SDI۳۳۹۵ ۱۳۹۶ کتابخانه مرکزی

p

TF

92029

1

a

Y