شماره ركورد
24623
شماره راهنما
BIO2 1063
عنوان
توليد رنگدانه ملانين ميكروبي، خالصسازي، بهينهسازي و بررسي خصوصيات فيزيكوشيميايي و بيولوژيكي آن
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
رشته تحصيلي
ميكروبيولوژي- صنعتي
دانشكده
علوم و فناوريهاي زيستي
تاريخ دفاع
1403/11/02
صفحه شمار
108 ص.
استاد راهنما
زهرا اعتماديفر
كليدواژه فارسي
ملانين , هورتئا ورنكي , آنتياكسيدان , ملانوما
چكيده فارسي
ملانين ميكروبي به دليل ويژگيهاي زيستسازگاري و خواص دارويي، به عنوان جايگزيني پايدار براي رنگهاي مصنوعي مطرح شده است. در اين پژوهش، توليد، بهينهسازي و بررسي ويژگيهاي زيستي و فيزيكوشيميايي ملانين حاصل از مخمر هورتئا ورنكي مورد مطالعه قرار گرفت. محيط كشت YPG به عنوان محيط بهينه و محيط جديد و ارزانقيمت "تركيب طبيعي P" براي توليد ملانين ميكروبي به كار گرفته شدند. رشد مخمر و ويژگيهاي ماكروسكوپي و ميكروسكوپي آن در هر دو محيط كشت بررسي شد. شناسايي و بررسي ويژگيهاي ملانينهاي توليدشده با استفاده از آزمونهاي حلاليت، طيفسنجي UV-Vis، H NMR و FTIR انجام شد. آزمونهاي زيستي ملانينها شامل ارزيابي خاصيت آنتياكسيداني، فعاليت ضدملانومايي از طريق مطالعات داكينگ مولكولي و آزمون سميت روي رده سلولي ملانوما A375 و بررسي تأثير ملانينهاي توليدشده بر تكثير سلولهاي استئوبلاست انساني MG63 صورت گرفت. در نهايت، به منظور افزايش توليد ملانين، بهينهسازي توليد ملانين در دو محيط كشت با استفاده از روشهاي OFAT و RSM انجام شد. ملانينهاي توليدشده در اكثر حلالهاي آلي نامحلول بودند، اما در محلول سديم¬هيدروكسيد حل شدند كه هويت آنها را به عنوان ملانين تأييد كرد. بيشينه جذب ملانين در محيط YPG و محيط تركيب طبيعي P به ترتيب در طول موجهاي 208 و 203 نانومتر مشاهده شد. طيفسنجي H NMR، حضور پروتونهاي آليفاتيك، آروماتيك و پروتونهاي متصل به اكسيژن و نيتروژن را در هر دو ملانين نشان داد و طيفهاي FTIR، حضور گروههاي عاملي كربوكسيليك، هيدروكسيل، آمين و آروماتيك را در هر دو ملانين تأييد كردند. فعاليت آنتياكسيداني ملانينهاي YPG و تركيب طبيعي P، به ترتيب 89 و 93.5 درصد در غلظت 10 ميليگرم بر ميليليتر بود. در بررسي فعاليت ضدملانومايي، پس از تأييد خاصيت ضدملانومايي ملانين توسط مطالعات داكينگ مولكولي، بررسي اثر سميت ملانينهاي توليدشده روي رده سلولي ملانوما A375، نشان داد كه بهترين نتيجه مربوط به ملانين توليدشده در تركيب طبيعي P با سميت 50.27 درصد در غلظت 31 ميكروگرم بر ميليليتر بود. اين دو ملانين در بيشتر غلظتها باعث افزايش تكثير سلولهاي استئوبلاست انساني MG63 شدند. بهينهسازي توليد، مقادير توليد ملانين را در محيط YPG و تركيب طبيعي P به 3.635 و 3.515 گرم بر ليتر رساند. در اين مطالعه، توليد و بهينهسازي ملانين از مخمر هورتئا ورنكي در محيطهاي كشت YPG و تركيب طبيعي P با موفقيت انجام شد. نتايج نشان داد كه ملانينهاي توليدشده داراي خواص آنتياكسيداني قوي و فعاليت ضدملانومايي مطلوب هستند و پتانسيل تكثير سلولهاي استئوبلاست انساني را دارند. بهينهسازي شرايط كشت منجر به افزايش توليد ملانين شد و پتانسيل بالاي اين روش را براي كاربردهاي زيستي و صنعتي تأييد كرد. اين مطالعه براي نخستين بار امكان رشد مخمر هورتئا ورنكي و توليد ملانين در محيط تركيب طبيعي P را با موفقيت نشان داد.
كليدواژه لاتين
Melanin , Hortaea werneckii , Antioxidant , Melanoma
عنوان لاتين
Production of microbial melanin pigment, purification, optimization and investigation of its physicochemical and biological properties
گروه آموزشي
زيست شناسي سلولي مولكولي و ميكروبيولوژي
چكيده لاتين
Microbial melanin has emerged as a sustainable alternative to synthetic dyes due to its biocompatibility and medicinal properties. In this study, the production, optimization, and investigation of the biological and physicochemical properties of melanin obtained from the yeast Hortaea werneckii were examined. YPG culture medium was used as the optimal medium, and a novel and cost-effective medium, "Natural composition P," was employed for microbial melanin production. The growth of the yeast and its macroscopic and microscopic characteristics were evaluated in both culture media. Identification and characterization of the produced melanins were performed using solubility tests, UV-Vis spectroscopy, H NMR spectroscopy, and FTIR spectroscopy. Biological assays of the melanins included evaluation of antioxidant activity, anti-melanoma activity through molecular docking studies and toxicity testing on the A375 melanoma cell line, and investigation of the effect of the produced melanins on the proliferation of human osteoblast MG63 cells. Finally, to enhance melanin production, optimization of melanin production in both culture media was carried out using OFAT and RSM methods. The produced melanins were insoluble in most organic solvents but soluble in sodium hydroxide solution, confirming their identity as melanin. The maximum absorption of melanin in YPG and Natural composition P media was observed at wavelengths of 208 and 203 nm, respectively. H NMR spectroscopy showed the presence of aliphatic, aromatic, and oxygen- and nitrogen-bound protons in both melanins, and FTIR spectra confirmed the presence of carboxylic, hydroxyl, amine, and aromatic functional groups in both melanins. The antioxidant activity of YPG and Natural composition P melanins was 89% and 93.5%, respectively, at a concentration of 10 mg/mL. In the anti-melanoma activity study, after confirming the anti-melanoma properties of melanin by molecular docking studies, the toxicity effect of the produced melanins on the A375 melanoma cell line showed that the best result was related to melanin produced in Natural composition P with a toxicity of 50.27% at a concentration of 31 µg/mL. Both melanins increased the proliferation of human osteoblast MG63 cells at most concentrations. Optimization of production increased melanin production in YPG and Natural composition P media to 3.635 and 3.515 g/L, respectively. In this study, the production and optimization of melanin from the yeast Hortaea werneckii in YPG and Natural composition P culture media were successfully carried out. The results showed that the produced melanins have strong antioxidant properties, desirable anti-melanoma activity, and the potential to proliferate human osteoblast cells. Optimization of culture conditions led to increased melanin production and confirmed the high potential of this method for biological and industrial applications. This study, for the first time, successfully demonstrated the growth of Hortaea werneckii yeast and melanin production in Natural composition P medium.
تعداد فصل ها
5
فهرست مطالب pdf
124037
نويسنده