استخراج، تخلیص و شناسایی ساختار پلی‌ساکارید ریزجلبک نمک‌دوست . Cyanothece sp و ارزیابی فعالیت ضدباکتریایی آن

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار بخش زیست‌فناوری، مرکز تحقیقات شیلاتی آب‌های دور، موسسه تحقیقات علوم شیلاتی کشور، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، چابهار، ایران

2 دکتری بهداشت آبزیان، مرکز تحقیقات شیلاتی آب‌های دور، موسسه تحقیقات علوم شیلاتی کشور، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، چابهار، ایران

3 کارشناس ارشد بخش اکولوژی، مرکز تحقیقات شیلاتی آب‌های دور، موسسه تحقیقات علوم شیلاتی کشور، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، چابهار، ایرانکشاورزی، چابهار، ایران

4 استادیار بخش آبزی‌پروری، ایستگاه تحقیقات نرم‌تنان خلیج فارس، پژوهشکده اکولوژی خلیج فارس و دریای عمان، موسسه تحقیقات علوم شیلاتی کشور، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، بندر عباس، ایران

10.22124/japb.2024.28244.1551

چکیده

این پژوهش با هدف استخراج، شناسایی و ارزیابی فعالیت ضدباکتریایی پلی‌ساکارید ریزجلبک سبز- آبی نمک‌دوست Cyanothece sp. انجام شد. این ریزجلبک در شرایط آزمایشگاهی کشت داده شد و زی‌توده آن جمع‌آوری شد. فرایند استخراج پلی‌ساکارید با بررسی تاثیر دما (40، 60 و 80 درجه سانتی‌گراد) و زمان استخراج (60، 120 و 180 دقیقه) بهینه‌سازی شد. پس از استخراج اولیه، پلی‌ساکارید خام با استفاده از روش‌های کروماتوگرافی و ژل فیلتراسیون تخلیص شد. ویژگی‌های فیزیکوشیمیایی پلی‌ساکارید استخراج شده شامل همگنی، وزن مولکولی و پروفایل مونوساکاریدی سنجش شد. فعالیت ضدباکتریایی در شرایط آزمایشگاهی با استفاده از روش انتشار دیسک ارزیابی شد. نتایج این پژوهش نشان داد که بالاترین بازده استخراج پلی‌ساکارید در دمای 80 درجه سانتی‌گراد و در مدت زمان 180 دقیقه به دست آمد. پلی‌ساکارید استخراج شده دارای وزن مولکولی 103 کیلودالتون بود. پروفایل واحدهای مونومری رامنوز، فوکوز، گزایلوز، مانوز، گلوکز، گالاکتوز، اسید گلوکورونیک و اسید گالاکتورونیک به ترتیب با نسبت‌های مولی 7/1، 8/0، 0/1، 2/3، 1/6، 5/4، 5 و 6 درصد بود. همچنین پلی‌ساکارید استخراج شده به طور معنی‌داری رشد باکتری‌های Escherichia coli و Staphylococcus aureus را مهار کرد (05/0P<). بر اساس نتایج به دست آمده از این پژوهش پلی‌ساکارید مشتق شده از ریزجلبک Cyanothece sp. دارای فعالیت ضدباکتریایی مناسبی است و می‌تواند به عنوان یک ترکیب بالقوه برای کاربردهای دارویی و بهداشتی مورد استفاده قرار گیرد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


 Aminikhoei Z., Erfanifar E., Azhdari A. and Abir S. 2022. Investigation the effects of different salinities on valuable pigments of halophyte microalgae Cyanothece sp. isolated from back barrier Lipar (Chabahar) in laboratory conditions. Iranian Scientific Fisheries Journal, 30(5): 121–133. doi: 10.22092/isfj
Bandyopadhyay A., Elvitigala T., Welsh E., Stockel J., Liberton M., Min H., Sherman L.A. and Pakrasi H.B. 2011. Novel metabolic attributes of the genus Cyanothece, comprising a group             of unicellular nitrogen-fixing cyanobacteria. MBio, 2(5): 1–10 (e00214-11). doi: 10.1128/mbio.002 14-11
Ben H.M., Ben I.M., Garrab M., Aly R., Gagnon J. and Naghmouchi K. 2017. Antimicrobial, anti-oxidant, cytotoxic and anticholin-esterase activities of water-soluble polysaccharides extracted from microalgae Isochrysis galbana and Nannochloropsis oculata. Journal of the Serbian Chemical Society, 82(5): 509–522. doi: 10.2298/JSC16 1016036B
Chen Jin J., Tang J., Wang Z., Wang Z., Wang J.L. and Lu J. 2011. Extraction purification characterization and hypoglycemic activity of polysaccharide isolated from the root of Ophiopogon japonicas. Carbohydrate Polymer, 83(2): 749–754. doi: 10.1016/j.carb pol.2010.08.050
Costa J.A.V., Lucas B.F., Alvarenga A.G.P., Moreira J.B. and de Morais M.G. 2021. Microalgae polysaccharides: An overview             of production, characterization, and potential applications. Polysaccharides, 2(4): 759–772. doi: 10.3390/polysaccharides2040046
De Philippis R., Margheri M.C., Pelosi E. and Ventura S. 1993. Exopolysaccharide production by    a unicellular cyanobacterium isolated from a hypersaline habitat. Journal of Applied Phycology, 5: 387–394.
Jahanbin K., Abbasian A. and Ahang M. 2017. Isolation, purification and structural characterization of a new water-soluble polysaccharide from Eremurus stenophyllus (Boiss. & Buhse) Baker roots. Carbohydrate Polymers, 178: 386–393. doi: 10.10 16/j.carbpol.2017.09.058
Komarek J. and Cepak V. 1998. Cytomorphological characters supporting the taxonomic validity of Cyanothece (Cyanoprokaryota). Plant Systematics and Evolution, 210: 25–39. doi: 10.1007/BF009847 25
Laroche C. 2022. Exopolysaccharides from microalgae and cyano-bacteria: Diversity of strains, production strategies, and applications. Marine Drugs, 20(5): 1–43 (336). doi: 10.3390/md200503 36
Liberman G.N., Ochbaum G., Arad S.M. and Bitton R. 2016. The sulfated polysaccharide from a marine red microalga as a platform for the incorporation of zinc ions. Carbohydrate Polymers, 152: 658–664. doi: 10.1016/j.carbpol.2016.07.0 25
Madsen M.A., Semerdzhiev S., Twigg J.D., Moss C., Bavington C.D. and Amtmann A. 2023. Environmental modulation of exopolysaccharide production in the cyanobacterium Synechocystis 6803. Applied Microbiology and Biotechnology, 107(19): 6121–6134. doi: 10.1007/s00253-023-1269 7-9
Miranda-Arizmendi V., Fimbres-Olivarria D., Miranda-Baeza A., Martinez-Robinson K., Rascon-Chu A., De Anda-Flores Y., Lizardi-Mendoza J., Mendez-Encinas M.A., Brown-Bojorquez F. and Canett-Romero R. 2022. Sulfated polysaccharides from Chaetoceros muelleri: macromolecular characteristics and bioactive properties. Biology, 11(10): 1–13 (1476). doi: 10.3390/ biology11101476
Moreira J.B., Da Silva Vaz B., Cardias B.B., Cruz C.G., De Almeida A.C.A., Costa J.A.V. and De Morais M.G. 2022. Microalgae polysaccharides: An alternative source for food production and sustainable agriculture. Polysaccharides, 3(2): 441–457. doi: 10.3390/polysaccharid es3020027
Ohki K., Le N.Q.T., Yoshikawa S., Kanesaki Y., Okajima M., Kaneko T. and Thi T.H. 2014. Exopolysaccharide production by a unicellular freshwater cyano-bacterium Cyanothece sp. isolated from a rice field in Vietnam. Journal of Applied Phycology, 26: 265–272. doi: 10.1007/s10811-013-0094-4
Oren A. 2015. Cyanobacteria in hyper saline environments: Biodiversity and physiological properties. Biodiversity and Conservation, 24: 781–798. doi: 10.1007/s10531-015-0882-z
Prybylski N., Toucheteau C., El Alaoui H., Bridiau N., Maugard T., Abdelkafi S., Fendri I., Delattre C., Dubessay P. and Pierre G. 2020. Bioactive polysaccharides from microalgae. P: 533–571. In:  Jacob-Lopes E., Maroneze M.M., Queiroz M.I. and Zepka L.Q. (Eds.). Handbook of Microalgae-Based Processes and Products. Academic Press, USA. doi: 10.1016/B978-0-12-818536-0.00 020-8
Rosen B.H. and Mares J. 2016. Catalog of microscopic organisms of the Everglades, Part 1- The cyanobacteria. Open-File Report-1114. U.S. Geological Survey, USA. 108P. doi: 10.3133/ofr201611 14
Su C., Chi Z. and Lu W. 2007. Optimization of medium and cultivation conditions for enhanced exopolysaccharide yield by marine Cyanothece sp. 113. Chinese Journal of Oceanology and Limnology, 25: 411–417. doi: 10.10 07/s00343-007-0411-3
Sukhikh S., Prosekov A., Ivanova S., Maslennikov P., Andreeva A., Budenkova E., Kashirskikh E., Tcibulnikova A., Zemliakova E. and Samusev I. 2022. Identifi-cation of metabolites with anti-bacterial activities by analyzing the FTIR spectra of microalgae. Life, 12(9): 1–18 (1359). doi: 10.3390/ life12091395
Xu H., Yao L., Sun H. and Wu Y. 2009. Chemical composition and antitumor activity of different polysaccharides from the roots of Actinidia eriantha. Carbohydrate Polymers, 78: 316–322. doi: 10.101 6/j.carbpol.2009.04.007