Nagy hozam\u00fa cellul\u00e1ztermel\u0151 Bacillus subtilis sz\u0171r\u00e9se, azonos\u00edt\u00e1sa \u00e9s ferment\u00e1ci\u00f3s k\u00f6r\u00fclm\u00e9nyeinek optimaliz\u00e1l\u00e1sa
\nAz elm\u00falt \u00e9vekben a fosszilis t\u00fczel\u0151anyagok korl\u00e1tlan felhaszn\u00e1l\u00e1s\u00e1val a k\u0151olaj vil\u00e1gpiaci \u00e1ra dr\u00e1maian ingadozott, ami s\u00falyosan \u00e9rintette az emberek mindennapi \u00e9let\u00e9t. Az embereket egyre ink\u00e1bb foglalkoztatja az \u00faj alternat\u00edv energiaforr\u00e1sok kutat\u00e1sa \u00e9s fejleszt\u00e9se, \u00e9s a cellul\u00f3z biomassza \u00fczemanyagot jelenleg a leg\u00e9rt\u00e9kesebb \u00e9s leg\u00edg\u00e9retesebb meg\u00fajul\u00f3 energiaforr\u00e1sk\u00e9nt ismerik el. A cellul\u00f3z biomassza a F\u00f6ld\u00f6n legelterjedtebb \u00e9s leggazdagabb biomassza, amely f\u0151k\u00e9nt cellul\u00f3zb\u00f3l, hemicellul\u00f3zb\u00f3l \u00e9s ligninb\u0151l \u00e1ll. A cellul\u00f3z, a hemicellul\u00f3z \u00e9s a lignin azonban hidrog\u00e9n- \u00e9s kovalens k\u00f6t\u00e9sek r\u00e9v\u00e9n szorosan k\u00f6t\u0151dnek egym\u00e1shoz, \u00e9s makacs biomassza szerkezettel rendelkeznek. Csak kevesebb mint 2% cellul\u00f3zforr\u00e1st fejlesztett\u00fcnk ki. A modern biotechnol\u00f3gia alkalmaz\u00e1sa a cellul\u00f3z foly\u00e9kony \u00fczemanyagg\u00e1, p\u00e9ld\u00e1ul etanoll\u00e1 t\u00f6rt\u00e9n\u0151 \u00e1talak\u00edt\u00e1s\u00e1ra stabil, meg\u00fajul\u00f3 \u00e9s szennyez\u00e9smentes hozamot biztos\u00edt, \u00e9s olyan probl\u00e9m\u00e1k megold\u00e1s\u00e1ra k\u00edn\u00e1l lehet\u0151s\u00e9get, mint az energiav\u00e1ls\u00e1g, a k\u00f6rnyezetszennyez\u00e9s \u00e9s az \u00e9lelmiszerv\u00e1ls\u00e1g. A probl\u00e9ma megold\u00e1s\u00e1hoz azonban a legfontosabb dolog a hat\u00e9kony \u00e9s olcs\u00f3 cellul\u00e1zok el\u0151\u00e1ll\u00edt\u00e1sa.<\/p>\n
A cellul\u00e1z olyan komplex enzimrendszerek csoportj\u00e1nak gy\u0171jt\u0151neve, amelyek a cellul\u00f3zt monoszacharidok vagy poliszacharidok el\u0151\u00e1ll\u00edt\u00e1sa c\u00e9lj\u00e1b\u00f3l lebontj\u00e1k, \u00e9s amelyek k\u00f6z\u00e9 els\u0151sorban az endogl\u00fckan\u00e1z, az exogl\u00fckan\u00e1z \u00e9s a \u03b2 -1,4 gl\u00fckozid\u00e1z tartozik. Ez a h\u00e1rom enzim egy\u00fctt dolgozik a cellul\u00f3zanyagok lebont\u00e1s\u00e1n. Jelenleg a cellul\u00e1ztermel\u0151 bakt\u00e9riumokkal kapcsolatos kutat\u00e1sok els\u0151sorban a gomb\u00e1kra, p\u00e9ld\u00e1ul a Trichoderma, a Penicillium \u00e9s az Aspergillus bakt\u00e9riumokra \u00f6sszpontos\u00edtanak. A legt\u00f6bb cellul\u00e1zuk azonban a sejtmembr\u00e1nhoz k\u00f6t\u0151dik, ami k\u00e9nyelmetlen a felhaszn\u00e1l\u00e1s szempontj\u00e1b\u00f3l, \u00e9s az enzim lev\u00e1laszt\u00e1s\u00e1nak \u00e9s kivon\u00e1s\u00e1nak k\u00f6lts\u00e9gei t\u00fal magasak. R\u00e1ad\u00e1sul a gomb\u00e1k cellul\u00e1zainak nemcsak hossz\u00fa az el\u0151\u00e1ll\u00edt\u00e1si ciklusa, hanem a legt\u00f6bb el\u0151\u00e1ll\u00edtott cellul\u00e1znak magasabb h\u0151m\u00e9rs\u00e9kleten is kell lennie ahhoz, hogy j\u00f3 hat\u00e9konys\u00e1got tudjon kifejteni. Szobah\u0151m\u00e9rs\u00e9kleten vagy alacsonyabb h\u0151m\u00e9rs\u00e9kleten az enzimaktivit\u00e1s nagyon alacsony. A bakt\u00e9riumok gyorsabban n\u0151nek, mint a gomb\u00e1k, magasabb expresszi\u00f3s szinteket \u00e9rhetnek el a rekombin\u00e1ns enzimekb\u0151l, \u00e9s komplexebb glikozid-hidrol\u00e1zokat \u00e1ll\u00edthatnak el\u0151 az enzimatikus hidrol\u00edzis szinergikus reakci\u00f3ihoz. Ek\u00f6zben a bakt\u00e9riumok nagy term\u00e9szetes diverzit\u00e1ssal rendelkeznek, \u00e9s nagyobb val\u00f3sz\u00edn\u0171s\u00e9ggel termelnek h\u0151\u00e1ll\u00f3 \u00e9s l\u00fagstabil enzimeket. Az eddig sz\u00e9les k\u00f6rben vizsg\u00e1lt cellul\u00e1ztermel\u0151 bakt\u00e9riumok k\u00f6z\u00e9 tartoznak a Vibrio, Bacillus, Bacteroides, Clostridium, Erwinia, Ruminococcus \u00e9s Thermomonas.<\/p>\n
B\u00e1r eddig sz\u00e1mos kutat\u00e1s folyt a lignocellul\u00f3z \u00e1talak\u00edt\u00e1s\u00e1val kapcsolatban, a cellul\u00f3z biomassza bioetanoll\u00e1 t\u00f6rt\u00e9n\u0151 \u00e1talak\u00edt\u00e1sa m\u00e9g mindig jelent\u0151s kih\u00edv\u00e1sokkal k\u00fczd a hemicellul\u00e1zok \u00e9s cellul\u00e1zok magas kereskedelmi k\u00f6lts\u00e9gei miatt. Ez\u00e9rt s\u00fcrg\u0151s az \u00faj, hat\u00e9kony \u00e9s olcs\u00f3 cellul\u00e1zok kifejleszt\u00e9se, \u00e9s k\u00fcl\u00f6n\u00f6sen fontos a nagy hozam\u00fa cellul\u00e1z t\u00f6rzsek nemes\u00edt\u00e9se. A nagy hozam\u00fa cellul\u00e1ztermel\u0151 bakt\u00e9riumt\u00f6rzsek sz\u0171r\u00e9se laborat\u00f3riumban tart\u00f3s\u00edtott t\u00f6rzsekb\u0151l, azonos\u00edt\u00e1suk \u00e9s kutat\u00e1suk elv\u00e9gz\u00e9se, t\u00f6rzsforr\u00e1sok biztos\u00edt\u00e1sa a cellul\u00e1zk\u00e9sz\u00edtm\u00e9ny-kutat\u00e1shoz, valamint bizonyos alapok lefektet\u00e9se a genetikai jav\u00edt\u00e1shoz, g\u00e9ntechnol\u00f3giai t\u00f6rzs\u00e9p\u00edt\u00e9shez \u00e9s egy\u00e9b munk\u00e1khoz.<\/p>\n
<\/p>\n
Ebben a vizsg\u00e1latban \u00f6sszesen 5 nagy cellul\u00e1ztermel\u00e9s\u0171 bakt\u00e9riumt\u00f6rzset vizsg\u00e1ltak laborat\u00f3riumban tart\u00f3s\u00edtott t\u00f6rzsekb\u0151l. Morfol\u00f3giai, fiziol\u00f3giai \u00e9s biok\u00e9miai jellemz\u0151k, valamint 16S rDNS-elemz\u00e9s ut\u00e1n Bacillus subtilis, 2 Bacillus subtilis t\u00f6rzset \u00e9s 3 Bacillus amyloliquefaciens t\u00f6rzset azonos\u00edtottak. A term\u00e9szetben sz\u00e1mos gomba \u00e9s bakt\u00e9rium k\u00e9pes k\u00fcl\u00f6nb\u00f6z\u0151 cellul\u00e1zok el\u0151\u00e1ll\u00edt\u00e1s\u00e1ra. Jelenleg sz\u00e1mos tanulm\u00e1ny foglalkozik a gomb\u00e1k cellul\u00e1zaival, \u00e9s a piacon l\u00e9v\u0151 cellul\u00e1zok f\u0151k\u00e9nt gomb\u00e1kb\u00f3l sz\u00e1rmaznak. A cellul\u00e1ztermel\u0151 bakt\u00e9riumok is rendk\u00edv\u00fcli figyelmet kaptak er\u0151s alkalmazkod\u00f3k\u00e9pess\u00e9g\u00fck \u00e9s egy\u00e9b el\u0151nyeik miatt, \u00e9s val\u00f3sz\u00edn\u0171leg nagyon fontos cellul\u00e1zforr\u00e1ss\u00e1 v\u00e1lnak az iparban. K\u00f6z\u00fcl\u00fck a Bacillus subtilis k\u00e9pes nagysz\u00e1m\u00fa extracellul\u00e1ris enzimet el\u0151\u00e1ll\u00edtani \u00e9s kiv\u00e1lasztani, \u00edgy ez a legfontosabb vizsg\u00e1lt bakt\u00e9rium. Ezen k\u00edv\u00fcl endosp\u00f3r\u00e1kat \u00e9s m\u00e1sodlagos metabolitokat is k\u00e9pesek k\u00e9pezni a cellul\u00f3zm\u00e1trixban lass\u00fa n\u00f6veked\u00e9s mellett, ami versenyel\u0151nyh\u00f6z juttatja \u0151ket. K\u00f6z\u00fcl\u00fck a Bacillus subtilis a legt\u00f6bbet k\u00f6z\u00f6lt kiv\u00e1l\u00f3 cellul\u00e1ztermel\u0151 bakt\u00e9rium, m\u00edg a Bacillus amyloliquefaciensr\u0151l ritk\u00e1n sz\u00e1molnak be.<\/p>\n
A hidrol\u00edzis k\u00f6r\u00e1tm\u00e9r\u0151 \u00e9s a kol\u00f3nia\u00e1tm\u00e9r\u0151 ar\u00e1nya a Kong\u00f3v\u00f6r\u00f6s CMC lemezen ebben a cikkben nagyobb, mint 4,5, a minim\u00e1lis ZB6 4,61, a maxim\u00e1lis AF1 bakt\u00e9rium ar\u00e1ny pedig 8,04, ami messze meghaladja a megl\u00e9v\u0151 hazai \u00e9s k\u00fclf\u00f6ldi szakirodalomban k\u00f6z\u00f6lt, ugyanezen m\u00f3dszerrel sz\u0171rt magas enzimaktivit\u00e1s\u00fa bakt\u00e9riumt\u00f6rzseket. Az irodalomban k\u00f6z\u00f6lt legmagasabb enzimaktivit\u00e1st a Tang Hao et al. \u00e1ltal az \u00f3ri\u00e1s bambuszelef\u00e1nt b\u00e9lrendszer\u00e9b\u0151l izol\u00e1lt PX19 t\u00f6rzs mutatta ki. A legnagyobb enzimaktivit\u00e1s\u00fa t\u00f6rzs hidrol\u00edzisk\u00f6r \u00e1tm\u00e9r\u0151j\u00e9nek \u00e9s a kol\u00f3nia \u00e1tm\u00e9r\u0151j\u00e9nek ar\u00e1nya mind\u00f6ssze 4,83 volt. Az AF1 t\u00f6rzs cellul\u00e1ztermel\u00e9s\u00e9nek szil\u00e1rd ferment\u00e1ci\u00f3s k\u00f6r\u00fclm\u00e9nyeinek optimaliz\u00e1l\u00e1sa \u00e9s sz\u0171r\u00e9se ut\u00e1n a legmagasabb sz\u0171r\u0151pap\u00edr enzimaktivit\u00e1sa el\u00e9rte a 26,904U\/g-ot. Emellett a kor\u00e1bbi kutat\u00f3csoport meg\u00e1llap\u00edtotta, hogy az AF1 bakt\u00e9riumok k\u00e9pesek nagy aktivit\u00e1s\u00fa amil\u00e1zt, prote\u00e1zt \u00e9s sz\u00e9les spektrum\u00fa antibakteri\u00e1lis anyagokat is termelni. A csib\u00e9k etet\u00e9s\u00e9re haszn\u00e1lva jelent\u0151sen jav\u00edthatja a takarm\u00e1ny-\u00e1talak\u00edt\u00e1si ar\u00e1nyt, g\u00e1tolhatja a k\u00f3rokoz\u00f3k n\u00f6veked\u00e9s\u00e9t, cs\u00f6kkentheti a betegs\u00e9gek el\u0151fordul\u00e1s\u00e1t \u00e9s cs\u00f6kkentheti az elhull\u00e1si ar\u00e1nyt. Ez egy er\u0151teljes t\u00f6rzs, amely t\u00f6bbf\u00e9le funkci\u00f3val \u00e9s nagy fejleszt\u00e9si potenci\u00e1llal rendelkezik.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Screening, identification, and optimization of fermentation conditions for high-yielding cellulase producing Bacillus subtilis In recent years, with the unlimited use of fossil fuels, global oil prices have fluctuated dramatically, seriously affecting human daily life. People are increasingly concerned about the research and development of new alternative energy sources, and cellulose biomass fuel is currently recognized […]<\/p>","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[20],"tags":[],"yoast_head":"\n