Original scientific paper

Termodinamička svojstva nove invertaze proizvedene s pomoću dvostruko mutiranoga kvasca Kluyveromyces marxianus

Shaheen Aziz ; Department of Chemical Engineering, Mehran University of Engineering and Technology (MUET), Jamshoro, Sindh, PK-76062 Pakistan
Fatima Jalal ; Industrial Biotechnology Division, National Institute for Biotechnology and Genetic Engineering (NIBGE), Faisalabad, PK-38000 Pakistan
Muhammad Nawaz ; Industrial Biotechnology Division, National Institute for Biotechnology and Genetic Engineering (NIBGE), Faisalabad, PK-38000 Pakistan
Bushra Niaz ; Industrial Biotechnology Division, National Institute for Biotechnology and Genetic Engineering (NIBGE), Faisalabad, PK-38000 Pakistan
Farman Ali Shah ; Department of Chemical Engineering, Mehran University of Engineering and Technology (MUET), Jamshoro, Sindh, PK-76062 Pakistan
Muhammad Hafeez-ur-Rahman Memon ; Industrial Biotechnology Division, National Institute for Biotechnology and Genetic Engineering (NIBGE), Faisalabad, PK-38000 Pakistan
Farooq Latif ; Industrial Biotechnology Division, National Institute for Biotechnology and Genetic Engineering (NIBGE), Faisalabad, PK-38000 Pakistan
Shahid Nadeem ; Industrial Biotechnology Division, National Institute for Biotechnology and Genetic Engineering (NIBGE), Faisalabad, PK-38000 Pakistan
Muhammad Ibrahim Rajoka ; Industrial Biotechnology Division, National Institute for Biotechnology and Genetic Engineering (NIBGE), Faisalabad, PK-38000 Pakistan

Abstract

Promjenom različitih varijabla procesa optimirana je kinetika proizvodnje intracelularne invertaze u 23-litarskom fermentoru s pomoću dvostruko mutiranoga kvasca Kluyveromyces marxianus. Maksimalni protok (QP) i prinos invertaze, dobivene s pomoću mutanta M15 na podlozi od melase (150 g/L ukupnih fermentirajućih šećera), pri 50 °C i pH=5,5 bili su: 1222 U/(L•h) i 160 U/g podloge, tj. dvostruko veći nego s roditeljskim sojem. Za razliku od prijašnjih istraživanja na drugim kvascima i filamentoznim plijesnima, u kojima su šećeri uzrokovali kataboličku represiju enzima, u ovom ispitivanju glukoza ili saharoza (u koncentracijama od 100, 150 ili 170 g/L) nisu potaknule kataboličku represiju invertaze pri optimiranim uvjetima fermentacije. Invertaze dobivene s pomoću divljeg i mutiranog soja kvasca pročišćene su taloženjem pomoću amonijeva sulfata i razdvojene kromatografijom na stupcu, te su ispitana njihova kinetička i termodinamička svojstva. Dobivene invertaze nisu imale izraženi pad aktivnosti u kiselom području, a usporedbom vrijednosti pKa i energije ionizacije utvrđeno je da su karboksilne skupine enzima sudjelovale u prijenosu protona tijekom aktivne katalize. Iz omjera Kcat/Km i νmax/Km vidljivo je da je invertaza dobivena s pomoću mutiranog soja kvasca specifična za hidrolizu sukroze, te da je stabilna u različitim puferima pH-vrijednosti od 3 do 10 i pri temperaturi od 50 do 70 °C, što se vidi iz dugog poluvremena njezina raspada. Ta je invertaza imala kudikamo niže vrijednosti entalpije (ΔH*) i entropije (ΔS*), termodinamički je bila stabilnija, a to se vidi iz porasta Gibbsove slobodne energije pri višim temperaturama. Stoga je zaključeno da je invertaza dobivena s pomoću mutiranog soja kvasca Kluyveromyces marxianus otporna na kataboličku represiju te se može upotrijebiti u proizvodnji fruktoznoga sirupa ili etanola s velikim udjelom alkohola.

Keywords

entalpija/entropija; invertaza; Kluyveromyces marxianus; optimiranje podloge za uzgoj; pročišćavanje enzima; termodinamička stabilnost

Hrčak ID:

75185

URI

https://hrcak.srce.hr/75185

Publication date:

20.12.2011.

Article data in other languages: english

Visits: 2.748 *