دراسة كيموحيوية لأنزيم اليوريكيز المنتج من Pseudomonas aeruginosa المعزولة محلياً

رسالة ماجستير

اسم الباحث : عتاب عبد الأمير ابراهيم طه الموسوي

الكلية : كلية العلوم

الاختصاص : علوم الحياة

سنة نشر البحث : 2011

تحميل الملف : اضغط هنا لتحميل البحث

يعد انزيم اليوريكيز [EC 1.7.3.3] من إنزيمات الأكسدة والاختزال يعمل على أكسدة حلقة البيرمدين الموجودة في حامض اليوريك .

     تهدف الدراسة الحالية البحث عن مصادر مايكروبية محلية لإنتاجها انزيم اليوريكيز وبمواصفات ملائمة للتطبيقات الطبية , تم اختبار 15 عزلة بكتيرية لمعرفة كفاءتها على إنتاج انزيم اليوريكيز بأستخدام الأوساط الصلبة والمزارع المغمورة في مرحلتي الغربلة الأولية والثانوية , اختيرت العزلة P.aeruginosa 7 لكونها الأفضل في إنتاج الانزيم .

    حُددت الظروف المثلى لإنتاج انزيم اليوريكيز وذلك بأستخدام عصير التمر وبنسبة 0.05% كمصدر كاربوني واستخدام 0.3% من حامض اليوريك كمادة حاثة للأنزيم و 0.75% من فوسفات البوتاسيوم ثنائية الهيدروجين و 0.1% من كلوريد المغنسيوم .

   كما وحُددت الظروف التنموية الأخرى المثلى لإنتاج الانزيم , اذ كان الاس الهيدروجيني الامثل لإنتاج الانزيم  هو 6.5 اما فترة الحضانة المثلى فتكون بعد 24 ساعة وبدرجة حرارة 37 مْ اما سرعة الرج فكانت عند 150 دورة \ دقيقة وحجم لقاح 1% من حجم الوسط .

    تم تنقية انزيم اليوريكيز من الوسط الزرعي لبكتريا P. aeruginosa بأستخدام خطوتين :

الاولى : الترسيب بواسطة استخدام كبريتات الأمونيوم 70% .

الثانية : التبادل الايوني بأستخدام المبادل الايوني DEAE –Cellulose  إذ تم الحصول على عدد مرات تنقية 7.2 مرة و حصيلة انزيمية 42.8% وبلغ الاس الهيدروجيني الامثل لفعالية الانزيم  (9 , 8.5) وان الانزيم ثابت في مدى أس هيدروجيني بين (9.5 , 8) . وان درجة الحرارة المثلى لفعالية الانزيم تكون هي 35 مْ ويبقى الانزيم محتفظاً بفعاليتهِ كاملةً عند درجة حرارة (40 – 25) مْ ولمدة 20 دقيقة .

أظهرت الدراسات الحركية لانزيم اليوريكيز ان العلاقة بين تركيز الركيزة (حامض اليوريك) وسرعة التفاعل تخضعان الى معادلة ميكالس منتن وقدرت الثوابت الحركية المتمثلة بثابت ميكالس Km والسرعة القصوى Vmax للأنزيم وتم تقديرها بأتباع طرائق ثلاث , إذ بلغت معدلات  قيم ثابت ميكالس Km  هو 0.0091 ملغم \ مل , اما السرعة القصوى Vmax فقد بلغت 6.68  مايكرومول \ مل . دقيقة , عند استخدام حامض اليوريك كركيزة  .

    دُرس تاثير بعض الايونات الفلزية حيث أوضحت النتائج ان كلوريدات النيكل الزئبق و الفضة من مثبطات الانزيم , كما ان استخدام كلوريد الحديد وبتركيز 1 ملي مولر يٌفقد من الانزيم فعاليتهُ 88.93% .

بينما يُعد كلوريد الصوديوم منشطاً قوياً لفعالية الانزيم اذ بلغت الفعالية المتبقية 216.44% عند استخدامهُ بنسبة 1 ملي مولر , كما ويُعد كلوريد المغنسيوم وكلوريد الكالسيوم من المنشطات ايضاً عند استخدامهما بتركيز 5 ملي مولر لتبلغ الفعالية المتبقية (129.62 , 170.35) % .

دُرس الاستخدام الطبي لانزيم اليوريكيز المنتج من العزلة المحلية P. aeruginosa 7  بتحديد تركيز حامض اليوريك في الدم من خلال استخدام انزيم اليوريكيز المستخلص من جذور الفجل الأبيض والمنقى باستخدام المبادل الايوني DEAE – Cellulose وأظهرت النتائج مدى كفاءة الانزيم المنتج محلياً في التقدير الكمي لتركيز حامض اليوريك في الدم من خلال مقارنته مع نتائج قياسية تم قياسها بواسطة العدة التشخيصية (RANDOX) .

Biochemical Study of Uricase Enzyme Produced From Pseudomonas aeruginosa Local Isolate

Uricase enzyme  [ E. C. 1.7.3.3 ] from  oxidoreductase  enzymes , that  catalyses  the  oxidation  of  uric  acid , which  act  on  open  the  pyrimidines  ring  of  uric  acid .

The ability   of  15  bacterial  isolates  were  tested  to  production  uricase  enzyme , by  using  the  solid  and  submerged  culture  in  the  primary  and  secondary  screening .

The  isolate  P.aeruginosa 7   was  selected  for  it’s  best  in  production  of  enzyme . the  optimum  fermentation  condition  for  uricase  enzyme  production  by  P.  aeruginosa 7   were  examined . Results  showed  that  used  0.05%  syrup  dates  as  carbon  source, and  used  o.3%  from  uric  as  inducer , 0.75%  from  KH2PO4 , 0.1%  from  Mgcl2 .

The  other  optimum  condition  for  production  of  uricase  enzyme  were  selected , the  optimum  pH  was  6.5  and  incubation  period  was  after  24  hrs. , and  the  optimum  temperature  37 CO .

However  the  shaking  was  at  150  rpm , and  inoculum   volume  was  1  from  culture  volume . uricase  enzyme  was  purified  from  culture  filtrate  of  P. aeruginosa 7   by  two  steps  of  purification  techniques :

First  steps : ammonium  sulfate  70 %  saturation

The second step :  include  ion  exchange  chromatograpHy  on  DEAE – Cellulose . uricase  was  purified  by  7.2  fold  with  yield  43.79 % .

Uricase  showed  optimum  pH  (8.5 – 9) and  pH  stability  was  in  the  range of  (8 – 9.5) .  the  temperature  optimum  of  uricase  enzyme  was  35 Co  . and  the  thermostable  for  uricase  enzyme  to  observe  that  the  enzyme  was  retain  reserved  by  perfect  activity  at  (25 – 40) Co  and  for  20  min.

The  kinetic  of  uricase  enzyme  that  representation  by  Km  and  Vmax  was  investigation  and  to  be  whole  estimation   by  followed  by   three  method , the  rang  value  of  Km  was  reached  to  0.0091 mg / ml  . However  the  Vmax  was  reached  to  6.68 µM / ml . min. , by  using  the  uric  acid  as  a substrate .

The effective  of  some  metal  ion  was  studied  and  the  result  showed  that  the  NiCl , AgCl2  and  HgCl  inhibiters  , and  added  to  this  using  1  mM from  FeClwas  to  lose  88.93 % from  enzyme  activity . Whereas  NaCl  enhance  the  enzyme  activity  that  reached  to  216.448 % if  using 1 mM from  it , Mgcl2 , CaCl2 were  consider  enhancer  to  the  enzyme  activity  if  using  at  concentration  5 mM and  the  residue  activity  was  reached  to  (170.35 and  129.62) % respectively .

The  medical  application  for  uricase  enzyme  that  product  from  local  isolate  P. aeruginosa 7  was  studied  to  diagnosis  the  concentration  of  uric  acid  on the  blood . Through  using peroxidase  enzyme  that  extract  from  horseradish , and  the  result  showed  the  qualification  of  enzyme  to  detect  the  uric  acid  in  the  blood  through  comparative  it  with  the  stander  result  measuring  by  (RANDOX)  Kit .