Xylanase activity from marine fungi
Junno, Eeva (2019)
Junno, Eeva
2019
All rights reserved. This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2019051510019
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2019051510019
Tiivistelmä
Työ tehtiin Teknologian tutkimuskeskus VTT Oy:lle. Tarkoituksena oli tutkia meriympäristöstä eristettyjen sienikantojen endo-β-ksylanaasientsyymien aktiivisuuksia ja ominaisuuksia. Elinolot meriympäristöissä eroavat maanpäällisistä, joten merten sienien entsyymeiltä voisi mahdollisesti löytyä uudenlaisia ominaisuuksia (esimerkiksi kylmänsieto).
Ksylanaasientyymejä käytetään laajasti eri teollisuuden aloilla, joten uudenlaisille entsyymeille on kysyntää.
Alustava selvitys ksylanaaseja tuottavien sienikantojen tunnistamiseksi tehtiin kiinteillä agarkasvualustoilla maljoilla kymmenelle eri sienikannalle värjäysmenetelmää käyttäen. Kaikki kymmenen kantaa osoittivat jonkinasteista entsyymiaktiivisuutta muodostuneiden hydrolyysirenkaiden perusteella, ja viisi lupaavinta kantaa valittiin jatkotutkimuksiin.
Myöhemmissä tutkimuksissa ei kuitenkaan havaittu suoranaista korrelaatiota hydrolyysirenkaiden halkaisijoiden ja entsyymiaktiivisuuksien välillä.
Kvantitatiivisia entsyymimäärityksiä varten viittä kantaa kasvatettiin liuosalustoilla. Erilaisia alustoja käytettiin tutkimaan kasvatusolosuhteiden vaikutusta ksylanaasiaktiivisuuteen: mm. agaria, puskurointia sekä eri orgaanisen typen lähteitä. Tuotettujen ksylanaasien ominaisuuksista tutkittiin muun muassa lämpötila- ja pH-optimit, lämpöstabiilius sekä eri suolakonsentraatioiden ja eri ksylaanilähteiden vaikutusta entsyymiaktiivisuuteen.
Korkeimmat aktiivisuudet havaittiin sienillä KF525 Calcarisporium sp. (550 nkat/ml) ja LF311 Lewia infectoria (290 nkat/ml). Molempien kantojen entsyymiaktiivisuuden optimilämpötila oli noin 50 °C ja -pH 5. Calcarisporium-suvun tuottama entsyymi osoittautui kestävän paremmin korkeita suolapitoisuuksia kuin Lewia infectoria, ja kauran ksylaani osoittautui parhaimmaksi ksylaanisubstraatin lähteeksi molemmilla kannoilla. Tuotettujen ksylanaasientsyymien määrät (nkat/ml) ja eri ksylanaasien keskinäiset suhteet ovat todennäköisesti vahvasti riippuvaisia kasvatusolosuhteista ja käytetyn ksylaanin lähteestä.
Työssä saatujen tulosten perusteella kasvatusolosuhteita voitaisiin tutkia syvällisemminkin korkeampien ksylanaasiaktiivisuuksien saavuttamiseksi (mm. eri ksylaanilähteet). Lisäksi tuotettujen ksylanaasien ominaisuuksista olisi mielenkiintoista tutkia esimerkiksi metallien ja muiden inhiboivien ja indusoivien tekijöiden vaikutusta. Tässä työssä saatuja tuloksia voidaan hyödyntää muiden merestä eristettyjen homeiden kasvatuksissa ja tutkimuksissa.
Ksylanaasientyymejä käytetään laajasti eri teollisuuden aloilla, joten uudenlaisille entsyymeille on kysyntää.
Alustava selvitys ksylanaaseja tuottavien sienikantojen tunnistamiseksi tehtiin kiinteillä agarkasvualustoilla maljoilla kymmenelle eri sienikannalle värjäysmenetelmää käyttäen. Kaikki kymmenen kantaa osoittivat jonkinasteista entsyymiaktiivisuutta muodostuneiden hydrolyysirenkaiden perusteella, ja viisi lupaavinta kantaa valittiin jatkotutkimuksiin.
Myöhemmissä tutkimuksissa ei kuitenkaan havaittu suoranaista korrelaatiota hydrolyysirenkaiden halkaisijoiden ja entsyymiaktiivisuuksien välillä.
Kvantitatiivisia entsyymimäärityksiä varten viittä kantaa kasvatettiin liuosalustoilla. Erilaisia alustoja käytettiin tutkimaan kasvatusolosuhteiden vaikutusta ksylanaasiaktiivisuuteen: mm. agaria, puskurointia sekä eri orgaanisen typen lähteitä. Tuotettujen ksylanaasien ominaisuuksista tutkittiin muun muassa lämpötila- ja pH-optimit, lämpöstabiilius sekä eri suolakonsentraatioiden ja eri ksylaanilähteiden vaikutusta entsyymiaktiivisuuteen.
Korkeimmat aktiivisuudet havaittiin sienillä KF525 Calcarisporium sp. (550 nkat/ml) ja LF311 Lewia infectoria (290 nkat/ml). Molempien kantojen entsyymiaktiivisuuden optimilämpötila oli noin 50 °C ja -pH 5. Calcarisporium-suvun tuottama entsyymi osoittautui kestävän paremmin korkeita suolapitoisuuksia kuin Lewia infectoria, ja kauran ksylaani osoittautui parhaimmaksi ksylaanisubstraatin lähteeksi molemmilla kannoilla. Tuotettujen ksylanaasientsyymien määrät (nkat/ml) ja eri ksylanaasien keskinäiset suhteet ovat todennäköisesti vahvasti riippuvaisia kasvatusolosuhteista ja käytetyn ksylaanin lähteestä.
Työssä saatujen tulosten perusteella kasvatusolosuhteita voitaisiin tutkia syvällisemminkin korkeampien ksylanaasiaktiivisuuksien saavuttamiseksi (mm. eri ksylaanilähteet). Lisäksi tuotettujen ksylanaasien ominaisuuksista olisi mielenkiintoista tutkia esimerkiksi metallien ja muiden inhiboivien ja indusoivien tekijöiden vaikutusta. Tässä työssä saatuja tuloksia voidaan hyödyntää muiden merestä eristettyjen homeiden kasvatuksissa ja tutkimuksissa.