Tối ưu điều kiện biểu hiện nhằm nâng cao khả năng sinh tổng hợp chitinase của chủng vi khuẩn tái tổ hợp bằng phương pháp bề mặt đáp ứng

Abstract

Chitinase (EC 3.2.1.14) thuộc nhóm enzyme thủy phân (hydrolase), là enzyme thủy phân chitin thành chitobiose hay chitotriose qua việc xúc tác sự phân giải liên kết 1,4 glucoside giữa C1 và C4 của hai phân tử N-acetyl glucosamine liên tiếp nhau trong chitin. Enzyme này đang được ứng dụng rộng rãi trong nông nghiệp nhằm kiểm soát một số tác nhân gây bệnh ở cây trồng, đặc biệt trong kiểm soát nấm gây bệnh thực vật và tăng hoạt tính diệt côn trùng của Bacillus thuringiensis. Trong nghiên cứu này, gen chi A mã hóa protein chitinase đã được biểu hiện trong E.coli, tối ưu hóa điều kiện lên men chủng tái tổ hợp nhằm tăng cường khả năng sinh tổng hợp chitinase bằng phương pháp bề mặt đáp ứng dựa trên phần mềm thống kê Design-Expert 10.1 (Stat-Ease, Inc., Minneapolis, Hoa Kỳ). Các điều kiện lên men như: nồng độ chất cảm ứng, thời gian cảm ứng và mật độ tế bào tại thời điểm cảm ứng và ảnh hưởng của các yếu tố này đến quá trình sinh tổng hợp chitinase của chủng tái tổ hợp bao gồm: nồng độ lactose 6,15 mM; thời gian cảm ứng 8,12 giờ và mật độ tế bào tại thời điểm cảm ứng là OD600mm =0,87 với giá trị chitinase đạt 7,49 U/ml. Tiến hành lên men chủng tái tổ hợp theo điều kiện tối ưu, hoạt tính chitinase theo thực tế đạt 7,54 U/ml, cao gấp 1,32 lần so với trước tối ưu (hoạt tính đạt 5,71 U/ml). Ngoài ra, sử dụng chất cảm ứng lactose thay thế ITPG còn giúp giảm giá thành sản phẩm chitinase tái tổ hợp.