التخليق الحيوي والتوصيف لإنزيم المثيونينيز من البكتيريا البحرية المعزولة من البحر الأحمر وفاعليته المضادة للسرطان
مؤلف
السلامي، عيشه غالب يحيى
الملخص
يُعَد العلاج بالإنزيمات مؤخراً إستراتيجية فعالة لعلاج الأمراض السرطانية. تهدف الدراسة الحالية لإنتاج إنزيم المثيونينيز من البكتيريا البحرية المعزولة من البحر الأحمر، جنوب المملكة العربية السعودية مع تقييم سميته ضد بعض الخلايا السرطانية. تم الحصول على تسعة وخمسون عزلة بكتيرية بحرية من ثلاثة مواقع هي سواحل حلي والشقيق وعمق. إستطاعت عشر عزلات بكتيرية مختلفة الخصائص المظهرية من إنتاج كمية كبيرة من الإنزيم داخل الخلايا ، كما يتضح من اللون الوردي للمستعمرات وتقنية التخمر المغمور. لم تُظهر جميع العزلات البكتيرية أي قدرة على إنتاج الإنزيم خارج الخلية خلال الفحص الأولي باستخدام إختبار الأطباق السريعة النوعية. من خلال التسلسل الجزيئي للجين16S rRNA ، تم التعرف جزيئيًا على العزلات البكتيرية ذات الإنتاجية الأعلى للإنزيم (KKU-A8, KKU-M1) وتم إيداعهم في قاعدة بنك الجينات تحت أرقام Pseudomonas stutzeri (ON908495.1) و. Pseudomonas otitidis (ON908499.1) الإنتاجية المثلى للإنزيم بواسطه P. stutzeri كانت بعد 96 ساعة من التخمير عند درجة حموضة مثالية تبلغ 8.0 ودرجة حرارة حضانة تبلغ 42 درجة مئوية والتي، بينما أنتجت بكتريا P. otitidis أقصى إنزيم بعد 48 ساعة من الحضانة عند درجة حموضة 7.5 ودرجة حرارة 37 درجة مئوية. أظهرت النتائج ايضاً أن الجلوكوز و المثيونين كانا أفضل مصدرين للكربون والنيتروجين على التوالي لكل من العزلتين المختبرتين. للحصول على عملية تخمير فعالة من حيث التكلفة ، تم تحسين إنتاج الإنزيم بإستخدام كسب السمسم. أقصى إنتاجية للإنزيم بواسطة P. stutzeri تم الحصول عليها بإستخدام 5% كسب السمسم مدعومة بالجلوكوز (1.0 جم / لتر) والمثيونين (2.5 جم / لتر). من ناحية أخرى ، تطلب الحصول على الإنتاجية المثلي للإنزيم من بكتريا P. otitidis إستخدام بقايا السمسم بتركيز7? مضاف اليها الجلوكوز (2.0 جم / لتر) و المثيونين (5.0 جم / لتر). تحت تلك الظروف المثلى لإستخدام كسب السمسم كبيئة إنتاج، تم الحصول على أفضل إنتاجية للإنزيم بزيادة مقدارها 17% و 24% للعزلتين المختبرتين P stutzeri و P. otitidis على التوالي مقارنة بالناتج من عملية التخمر الأولى. تم دراسة الأس الهيدروجيني المثالي لأقصى نشاط وثبات للإنزيم المنقى لـ P. stutzeri و P. otitidis حيث كانت عند 8.0 ، 8.5 و 7.0 ، 9.0 على التوالي. أيضاً بلغ نشاط الإنزيم ذروته بين 30 و 40 درجة مئوية لكلا العزلتين ، مع ثبات حراري كامل عند 70 درجة مئوية لمدة ساعة. بالمقارنة مع P. otitidis ، كان إنزيم المثيونينيز المنتج من P. stutzeri أكثر فعالية ضد سرطان الثدي (MCF-7) ، وسرطان الكبد (HePG2) ، وسرطان القولون (HCT 116) ، مع قيم IC50 تبلغ 6.6 ، 7.9 ، 9.03 ميكروجرام / مل على التوالي. بالنسبة إلى HePG2 وHCT116 ، أدى الإنزيم المنتج من P. stutzeri إلى ثبات وتوقف الخلايا في المرحلةG1، ولكن بالنسبة لخلاياMCF-7 ، فإنه يزيد من توقف الخلايا في المرحلة. S في المقابل ، عززالإنزيم المنتج من P. otitidis توقف الخلايا في المرحلة S في خلايا MCF-7 ومرحلة G1 في خلاياHePG2 ، بينما لم تتأثر خلايا HCT116. على الرغم من أن كل من الإنزيمين تسبب في موت الخلايا المبرمج في خلايا MCF-7 وHePG2، إلا أن إنزيم المثيونينيز المنتج من P. stutzeri أظهرنسبة عالية من الموت المبرمج الخلوى في الخلايا السرطانية. توصي الدراسة باستخدام البيئة البحرية للبحر الأحمر كمصدر غني للأنواع البكتيرية لتطوير الأدوية المضادة للسرطان. أيضًا ، هناك حاجة إلى مزيد من الدراسات التفصيلية لاختبار الفرضية ، في نماذج الحيوانات ، جنبًا إلى جنب مع التجارب السريرية البشرية.
ملاحظة
إشراف : د. ياسر صبري محمد محمد مصطفى.
