Screening of bacterial mutants for improved production of amylase

Abstract

Amylase is one of the most widely used enzymes in many industrial sectors (starch decomposition, bakery, fermentation, biofuel, detergent, paper, textile, etc.), thus isolating pure cultures of amylase producing microorganisms from natural sources and improving their activity is important in biotechnology. Enzyme preparations with high activity can be obtained only by improved synthesis of biologically active substances of microorganisms by mutagenesis. In the present investigation was enhanced the amylase productivity of some Bacillus sp. (assigned as 1,2,3) isolated from soil sample by substrate induction and mutagenesis. 3 isolates are subcultured in the medium with starch (10 mg/ml) as only carbon source, to improve amylase production. Enzyme activity of parental strains increased 50-58% by substrate induction. The highest productive strain (Bacillus sp. 2) screened and selected. Then it was subjected to 4 period mutagenesis using UV irradiation and еthidium bromide. Amylase activity of Bacillus sp. 2 increased after first period of mutagenesis to:0.305,  second:0.514, third:0.579 and fourth:0.592 U/ml. In the result our experiment, amylase activity of parental strain increased from 0.138 to 0.592 U/ml, which means 4.3 times more enzyme.

Амилаза нийлэгжүүлэгч бактерийн мутант омог гарган авсан дүн

Хураангуй: Амилаза нь үйлдвэрлэлийн олон салбарт (цардуул задлах, талх нарийн боов, исгэлт, биотүлш, угаалгын нунтаг, цаас, нэхмэл гэх мэт) өргөнөөр хэрэглэгддэг фермент тул түүнийг нийлэгжүүлэгч бичил биетний өсгөврийг байгалийн эх үүсвэрээс ялган авч, идэвхийг нь сайжруулах явдал биотехнологийн салбарт чухал ач холбогдолтой юм. Мутагенезийн аргаар бичил биетний биологийн идэвхтэй бодисын нийлэгжилтийг сайжруулснаар ферментийн бэлдмэл гарган авах боломжтой болно. Судалгаагаар Монгол орны биосферээс ялган авсан цардуул задлах идэвхтэй бактерийн цэвэр өсгөврийн амилаза ферментийн идэвхийг субстратаар өдөөх болон мутагенезийн аргаар сайжруулахыг зорив. Хөрснөөс ялган авсан цардуул задлах идэвхтэй цэвэр өсгөврүүдийг (Bacillus sp. 1, 2, 3) нүүрс-усны эх үүсвэрээр зөвхөн цардуул агуулсан (10 г/л) тэжээлт орчинд өсгөвөрлөх замаар амилаза ферментийн идэвхийг нэмэгдүүлэх туршилт хийж үр дүнг үндэслэн хамгийн идэвхтэй нэг өсгөврийг сонгон шалгаруулж, хэт ягаан туяа, этидиум бромид, хэт ягаан туяа, этидиум бромид гэсэн дарааллаар зориудын мутагенезид 4 үе шаттайгаар оруулав. Субстратаар өдөөхөд бактерийн амилаза ферментийн идэвх анхдагч өсгөврийнхөөс 50-58 хувиар нэмэгдсэн. Bacillus sp. 2 өсгөврийг сонгон шалгаруулж, мутагенезид оруулахад амилаза ферментийн идэвх нь I шатны мутагенезээр:0,305, II-оор:0,514, III-аар:0,579, IV-өөр:0,592 н/мл болж нэмэгдэв. Бидний судалгааны үр дүнд байгалийн анхдагч өсгөврийн (Bacillus sp. 2) амилаза ферментийн идэвх 0,138-аас 0,592 н/мл хүртэл буюу 4,3 дахин нэмэгдсэн байна.

Түлхүүр үг: амилаза, Bacillus sp., субстратын өдөөлт, UV-мутагенез, EtBr- мутангенез