شماره ركورد
23613
شماره راهنما
BIO2 1017
عنوان
تجزيه ميكروبي پكتين انار و ارزيابي نظري- تجربي تركيبات فعال زيستي توليد شده
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
رشته تحصيلي
ميكروبيولوژي- صنعتي
دانشكده
علوم و فناوريهاي زيستي
تاريخ دفاع
بهمن ماه 1402
صفحه شمار
148 ص.
استاد راهنما
افروز السادات حسيني ابري
كليدواژه فارسي
تجزيه ميكروبي پكتين انار , پكتيناز , پكتيك اوليگوساكاريد , انرژي آزاد اتصال MM/PBSA
چكيده فارسي
در ميان عوامل متعددي كه در سالهاي اخير بار زيست محيطي جهاني را به همراه داشته است، تأثير زبالههاي ميوه و سبزيجات به عنوان يك مشكل بزرگ شناخته شده است. پوست انار، پسماند فرعي اصلي در طي فرآوري انار است و مهمترين تركيب آن پكتين محلول در آب است. پكتين يك هترو پلي ساكاريد ساختاري است كه خواص آنتي اكسيداني و ضد سرطاني آن در مطالعات مختلف به اثبات رسيده است. مطالعات نشان دادهاند كه شكست پكتين به زير واحدهاي تشكيل دهنده آن موجب بهبود اثرات زيست فعال تركيبات حاصل بر سلامت انسان ميشود. هدف اين پژوهش بررسي امكان تجزيه ميكروبي پكتين پسماند انار و توليد زير واحدهاي پكتيك اوليگوساكاريد است. به همين منظور نخست پكتين استخراج شده از پوست انار با استفاده از آنزيمهاي پكتينوليتيك خارج سلولي باكتري استرپتومايسز هيدروژنانسYAM1به زير واحدهاي پكتيك اوليگوساكاريد شكسته شد سپس نوع محصولات توليد شده با روشهاي كروماتوگرافي لايه نازك و كروماتوگرافي مايع- طيف سنجي جرمي ESI بررسي شد. در ادامه اثرات زيست فعال تركيبات پكتيك اوليگوساكاريد حاصل از تجزيه ميكروبي پكتين انار، با استفاده از معرف DPPH براي سنجش اثرات آنتي اكسيداني بررسي شد و اثرات ضد سرطاني تركيبات بر روي ردههاي سلولي MCF-7، Caco-2و SHSY5Yبا روش MTT و فلوسايتومتري مورد ارزيابي قرار گرفت. همچنين اثر سميت تركيبات ذكر شده بر روي ردههاي سلولي سالم L929و HUVEKسنجيده شد. به منظور بررسي خواص ضد سرطاني تركيات پكتيك اوليگوساكاريد در شرايط نظري با استفاده از تكنيكهاي داكينگ و شبيه سازي ديناميك مولكولي انرژي آزاد اتصال تركيبات مذكور به گيرنده گالكتين-3 با استفاده از روش MM/PBSAمحاسبه گرديد. نتيجه بررسيها نشان داد پكتين استخراجي انار توسط آنزيمهاي پكتينوليتيك باكتري به زير واحدهاي پكتيك اوليگوساكاريد تجزيه شده و تركيبات حاصل از تجزيه شامل انواع مونو، دي و تري گالاكتورونيك اسيد غير اشباع ميباشد كه در مواردي گروههاي متيل و استيل به آنها متصل شدهاند. حداكثر فعاليت آنتياكسيداني تركيبات پكتيك اوليگوساكاريد حاصل از تجزيه ميكروبي پكتين انار در غلظت 5 ميلي گرم بر ميلي ليتر ميباشد. در بررسي انجام شده به روش MTT براي تيمار 24 ساعته در غلظت 30 ميلي گرم بر ميلي ليتر، درصد زندهماني ردههاي سلولي MCF-7و Caco-2به ترتيب 9% و 18% بوده است و در غلظت 5 ميلي گرم بر ميلي ليتر نيز درصد زندهماني به ترتيب 89/82% و 41/82% است. در تيمار 24 ساعته رده سلوليSHSY5Y، زندهماني سلولي 8% و 71% به ترتيب در غلظتهاي 15 و 5 ميلي گرم بر ميلي ليتر مشاهده شده است. در بررسي انجام شده با روش فلوسايتومتري، در غلظت 30 ميلي گرم بر ميلي ليتر نيز به ترتيب كشندگي 91% و 83% براي ردههاي سلولي MCF-7و Caco-2نشان داده شد. همچنين در رده سلولي SHSY5Y نيز كشندگي 93% براي غلظت 15 ميلي گرم بر ميلي ليتر نشان داده شد. در بررسي سميت سلولي، براي غلظت 30 ميلي گرم بر ميلي ليتر در رده سلولي سالم L929وHUVEKزندهماني سلولي به ترتيب 91% و 88% بوده است كه نشان ميدهد تركيبات مذكور اثر سميت قابل ملاحظهايي از خود نشان ندادند. در ارزيابي نظري مناسبترين تركيب دي گالاكتورونيك اسيد غير اشباع است كه انرژي آزاد اتصال آن به جايگاه فعال گيرنده گالكتين-3، 04/12±15/96- كيلو ژول بر مول است.
كليدواژه لاتين
microbial degradation of pomegranate pectin , pectinase , pectic oligosaccharide , virtual screening , binding free energy
عنوان لاتين
Microbial degradation of Pomegranate pectin and theoretical-experimental assessment of the produced bioactive compounds
گروه آموزشي
زيست شناسي سلولي مولكولي و ميكروبيولوژي
چكيده لاتين
Among the many factors that have brought the global environmental burden in recent years, the impact of fruit and vegetable waste has been recognized as a major problem. Pomegranate skin is the main by-product during pomegranate processing, and its most important composition is water-soluble pectin. Pectin is a structural heteropolysaccharide whose antioxidant and anticancer properties have been proven in various studies. Studies have shown that the breakdown of pectin into its component subunits improves the bioactive effects of the resulting compounds on human health. The aim of this research is to investigate the possibility of microbial decomposition of pomegranate waste pectin and the production of pectic oligosaccharide subunits. For this purpose, first pectin extracted from pomegranate fruit waste was broken down into pectic oligosaccharide subunits using extracellular pectinolytic enzymes of Streptomyces hydrogenans YAM1, then the type of products produced was checked by thin layer chromatography and liquid chromatography- mass spectrometry- ESI methods. Next, the bioactive effects of pectic oligosaccharide compounds obtained from the microbial decomposition of pomegranate pectin were investigated using DPPH reagent to measure antioxidant effects, and the anticancer effects of the compounds on MCF-7, Caco-2 and SHSY5Y cell lines by MTT and flow cytometry methods was evaluated. Also, the toxicity effect of the mentioned compounds was measured on healthy L929 and HUVEK cell lines. In order to investigate the anticancer properties of pectic oligosaccharides under theoretical conditions, using docking and molecular dynamics simulation, the binding free energy of each pectic oligosaccharide compound to galectin-3 receptor was calculated using MM/PBSA method. The results of the investigations showed that pectin extracted from pomegranate was broken down into pectic oligosaccharide subunits by bacterial pectinolytic enzymes, and the compounds obtained from the breakdown include types of unsaturated mono, di, and trigalacturonic acid, which in some cases have methyl and acetyl groups attached to them. The maximum antioxidant activity of pectic oligosaccharide compounds obtained from the microbial decomposition of pomegranate pectin is at a concentration of 5 mg/ml. In the study conducted by MTT method for 24-hour treatment at a concentration of 30 mg/ml, the survival percentage of MCF-7 and Caco-2 cell lines was 9% and 18%, respectively, and at a concentration of 5 mg/ml The survival rate is 82.89% and 82.41%, respectively. In the 24-hour treatment of SHSY5Y cell line, cell viability of 8% and 71% has been observed at concentrations of 15 and 5 mg/ml, respectively. In the study conducted by flow cytometry, 91% and 83% lethality was shown for MCF-7 and Caco-2 cell lines, respectively, at a concentration of 30 mg/ml. Also, 93% lethality was shown in the SHSY5Y cell line for a concentration of 15 mg/ml. In the study of cytotoxicity, for a concentration of 30 mg/ml in healthy L929 and HUVEK cell lines, the cell viability was 91% and 88%, respectively, which shows that the mentioned compounds did not show significant toxicity. In the theoretical evaluation, the most suitable compound is unsaturated digalacturonic acid, whose binding free energy to the active site of galectin-3 receptor is -96.15±12.04 kJ/mol.
تعداد فصل ها
4
فهرست مطالب pdf
32929
نويسنده