استفاده از سلول های در حال استراحت سویه ی بومی غربال گری شده Rhodotorula sp. CW03 در بیوترانسفورماسیون کافئین به تئوفیلین و پاراگزانتین

Abstract

مقدمه و هدف: در سال های اخیر کاربرد میکروارگانیسم ها به عنوان کاتالیست های زیستی امکان تولید فرآورده های طبیعی با ارزش، با کاربرد درمانی را تسهیل نموده است. فرآیند بیوترانسفورماسیون میکروبی کافئین علاوه بر حذف زیستی کافئین سمی از محیط های آلوده، امکان تولید ترکیبات دی متیل گزانتینی ارزشمند مورد استفاده در صنایع پزشکی و دارویی را فراهم کرده است. در این مطالعه سعی بر شناسایی مخمرهای بومی است که بتوانند به عنوان کاتالیست واکنش تبدیل زیستی کافئین را به تئوفیلین و پاراگزانتین انجام دهند. روش کار: در این مطالعه تجربی 14 سویه مخمری تجزیه کننده ی کافئین که براساس تفاوت های مورفولوژیک از هم تفکیک شده بودند، به عنوان بیوکاتالیست برای تبدیل زیستی سوبسترای ارزان قیمت کافئین به دی متیل گزانتین های با ارزش افزوده بالا مانند تئوفیلین و پاراگزانتین برگزیده شدند. سویه منتخب مورد شناسایی فنوتیپی و ژنتیکی قرار داده شد. غربال گری با استفاده از آنالیزهای کروماتوگرافی لایه نازک (TLC) و کروماتوگرافی مایع با عملکرد بالا (HPLC) انجام شد. نتایج: بررسی همزمان آنالیزهای UV و HPLC تحت شرایط سلولهای در حال استراحت سویه مخمری Rhodotorula sp. CW03 (با شماره دسترسی KF414531 در بانک ژن) منجر به شناسایی دو متابولیت اصلی (تئوفیلین و پاراگزانتین) حاصل از بیوترانسفورماسیون کافئین شد. در این واکنش بیوترانسفورماسیون، بیشترین مقادیر تئوفیلین (380 میلی گرم در لیتر) با راندمان مولی 4/16درصد و پاراگزانتین (880 میلی گرم در لیتر) با راندمان مولی 9/37 درصد پس از به ترتیب 72 و 120 ساعت واکنش بیوترانسفورماسیون حاصل شد. نتیجه نهایی: این مطالعه جداسازی و شناسایی مخمرهای تجزیه کننده کافئین را به عنوان کاتالیست های ایمن و ارزان قیمت در تولید دی متیل گزانتین های طبیعی با ارزش را از سوبسترای ارزان قیمت کافئین پیشنهاد می نماید.