Nghiên cứu tinh sạch và xác định một số tính chất của catalase từ bacillus subtilis PY79

ĐẠI HỌC QUỐCGIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - Phạm Thu Hƣơng NGHIÊN CỨU TINH SẠCH VÀ XÁC ĐỊNH MỘT SỐ TÍNH CHẤT CỦA CATALASE TỪ Bacillus subtilis PY79 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội, 2017 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - Phạm Thu Hƣơng NGHIÊN CỨU TINH SẠCH VÀ XÁC ĐỊNH MỘT SỐ TÍNH CHẤT CỦA CATALASE TỪ Bacillus subtilisPY79 Chuyên ngành: Sinh học thực nghiệm Mã số: 60420114 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Người hướng dẫn khoa học: TS Nguyễn Thị Hồng Loan TS Đinh Nho Thái Hà Nội, 2017 LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, xin bày tỏ lịng cảm ơn kính trọng sâu sắc TS Nguyễn Thị Hồng Loan TS Đinh Nho Thái tận tình hướng dẫn và t ạo điều kiện thuận lợi nhấ t cho su ốt trình học tập, nghiên cứu thực luận văn Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn chân thành nhấ t đ ến thầy giáo, cô giáo của Khoa Sinh h ọc thầy, thuộc Bộ mơn Sinh lý Thực vật Hóa sinh, Khoa Sinh học, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên truyền đạt cho nhiều kiến thức tảng bổ ích Lời cảm ơn tơi xin gửi tới cán bộ, học viên sau đại học sinh viên Phịng Protein tái tổ hợp, Phịng thí nghiệm Trọng điểm Công nghệ Enzyme Protein, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên chia sẻ tạo điều kiện tốt để học tập, nghiên cứu hồn thành luận văn Tơi xin gửi lời cảm ơn đến gia đin ̀ h và ba ̣n bè ln dành tình c ảm, động viên và khích lệ tơi ś t quá trình ho ̣c tâ ̣p và hoàn thành luâ ̣n văn Luậnvănđượcthựchiệntrongphạmvinội dung vàkinhphícủađềtàicấpĐạihọcQuốcgiaHàNội, mãsố QG.16.82 Hà Nội, ngày tháng năm 2017 Học viên Phạm Thu Hương MỤC LỤC MỞ ĐẦU Chƣơng TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 TỔNG QUAN VỀ CATALASE 1.1.1 Giới thiệu lịch sử phát catalase 1.1.2 Cấu trúc phân loại catalase 1.1.3 Cơ chế hoạt động phân tử của catalase 1.1.4 Vai trò ứng dụng của catalase 1.1.5 Tình hình nghiên cứu catalase nước 12 2.2 TỔNG QUAN VỀ VI KHUẨN Bacillus subtilis 14 2.2.1 Lịch sử phát hiện, đặc điểm phân loại 14 2.2.2 Đặc điểm hình thái phân bố 15 1.2.3 Đặc điểm sinh hóa ảnh hưởng của yếu tố đến tổng hợp catalase của B subtilis 17 2.2.4 Tính an tồn ứng dụng của B subtilis 18 Chƣơng 2: NGUYÊN LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 21 2.1 NGUYÊN LIỆU 21 2.2 MÁY MÓC VÀ CÁC TRANG THIẾT BỊ 21 2.3 PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 21 2.3.1 Nuôi cấy, thu dịch chiết tổng số của vi khuẩn B subtilis PY79 21 2.3.2 Tinh catalase từ dịch chiết vi khuẩn B subtilis kết tủa thuận nghịch sắc kí trao đổi ion 22 2.3.3 Định lượng protein đo quang phổ bước sóng A280 nm 23 2.3.4 Kiểm tra độ của protein điện di gel polyacrylamide có SDS (SDS-PAGE) 23 2.3.5 Xác định hoạt độ của catalase dựa khả phân giải H2O2 bước sóng A240 nm quang phổ kế 25 2.3.6 Xác định ảnh hưởng của nhiệt độ, pH số ion đến hoạt tính của catalase 26 2.3.7 Xác định số động học của catalase 26 Chƣơng 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 27 3.1 CÁC ĐIỀU KIỆN TỐI ƢU CHO NUÔI CẤY VI KHUẨN B subtilis PY79 SINH CATALASE 27 3.1.1 Môi trƣờng nuôi cấy thích hợp cho B subtilis PY79 27 3.1.2 Nồng độ H2O2 dùng để cảm ứng B subtilis PY79 sinh catalase 29 3.1.3 Thời điểm cảm ứng B subtilis PY79 H2O2 31 3.1.4 Thời điểm thu sinh khối tế bào B subtilis PY79 32 3.2 TINH SẠCH CATALASE TỪ DỊCH CHIẾT VI KHUẨN B subtilis PY79 35 3.2.1 Sắc ký trao đổi anion Q-sepharose 35 3.2.2 Sắc ký trao đổi cation CM-Sepharose 37 3.3 MỘT SỐ TÍNH CHẤT CỦA CATALASE TINH SẠCH TỪ B subtilis PY79 41 3.3.1 Nhiệt độ tối thích độ bền nhiệt độ của catalase 41 3.3.2 pH tối thích độ bền pH của catalase 42 3.3.3 Thông số động học của catalase tinh từ B subtilis PY79 43 3.3.4 Ảnh hưởng của số chất lên hoạt độ của catalase tinh từ B subtilis PY79 44 KẾT LUẬN 46 KIẾN NGHỊ 46 TÀI LIỆU THAM KHẢO 47 DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1: Thành phần gel cô gel tách polyacrylamide SDS-PAGE 24 Bảng 2.2: Thành phần của phản ứng xác định hoạt tính 25 Bảng 3.1: Thành phần môi trường nuôi cấy 27 Bảng 3.2: Bảng tóm tắt tinh catalase từ dịch chiết B subtilis PY79 39 DANH MỤC HÌNH Hình 1.1: Cấu trúc nhân heme của catalase Hình 1.2: Cấu trúc monomer của catalase heme đơn chức Hình 1.3: Cấu trúc đơn phân của catalase-peroxidases từ Synechococcus elongates PCC7942 Hình 1.4: Cấu trúc đơn phân tử của mangan catalase từ Lactobacillus plantarum Hình 1.6: Hình ảnh B subtilis 16 Hình 1.5: Các phản ứng phân giải H2O2 catalase Hình 3.1: Ảnh hưởng của mơi trường nuôi cấy đến khả sinh catalase của vi khuẩn B subtilis 28 Hình 3.2: Ảnh hưởng của nồng độ H2O2 cảm ứng đến khả sinh catalase của B subtilis 30 Hình 3.3: Ảnh hưởng của thời điểm cảm ứng H2O2 đến khả sinh catalase của B subtilis PY79 31 Hình 3.4: Ảnh hưởng của thời điểm thu sinh khối tế bào đến khả sinh catalase của B Subtilis PY79 33 Hình 3.5: Hoạt độ phân giải H2O2 của catalase dịch chiết protein tổng số 34 Hình 3.6: Sắc ký đồ tinh catalase từ dịch chiết B subtilis sắc ký cột Qsepharose 36 Hình 3.7: SDS-PAGE phân đoạn chạy qua cột Q-Sepharose 36 Hình 3.8: Sắc ký đồ tinh catalase từ dịch chiết B subtilis sắc ký cột CMSepharose 38 Hình 3.9: SDS-PAGE phân đoạn tinh qua cột CM-Sepharose 38 Hình 3.10: SDS-PAGE phân đoạn tinh 39 Hình 3.11: Nhiệt độ tối thích độ bền nhiệt độ của catalase tinh từ B subtilis PY79 41 Hình 3.12: pH tối thích độ bền pH của catalase tinh từ B subtilis PY79 42 Hình 3.13: Sự phụ thuộc của tốc độ phản ứng thuỷ phân H2O2 của catalase nồng độ H2O2 khác theo phương trình Lineweaver-Burk 43 Hình 3.14: Ảnh hưởng của chất đến hoạt độ của catalase tinh từ B subtilis.45 DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT ATP Adenosine triphosphate B subtilis Bacillus subtilis dd H2O Nước cất loại ion, khử trùng (deionnized distilled H2O) Đệm A Kali phosphate 50 mM pH Đệm B Tris-HCl 20 mM pH Đệm C Natri acetate 10 mM pH 4,8 FAO Tổ chức Lương thực Nông nghiệp Liên Hiệp Quốc (Food and Agriculture Organization) FDA Cục an toàn Thực phẩm Thuốc của Mỹ (Food and Drug Administration) kDa Kilodalton KLPT Khối lượng phân tử LB Luria Bertani NADPH Nicotinamide adenine dinucleotide phosphate OD Mật độ quang học (Optical Density) PAGE Điện di gel polyacrylamide (Polyarylamide Gel Electrophoresis) ROS Các dạng oxi hóa hoạt tính (ReactiveOxidative Species) SDS Sodium Dodecylsulphate TEMED N, N, N’, N’- Tetramethyl-Ethylenediamine MỞ ĐẦU Catalase (E.C 1.11.1.6) enzyme có hầu hết vi khuẩn hiếu khí thành phần trung tâm của trình khử độc, ngăn chặn cực nhanh hình thành phản ứng hydroxyl cách xúc tác phân giảihydrogen peroxide (H2O2) thành nước oxy [43, 52] Catalase điển hình hoạt động khoảng pH - 10, tối ưu pH - ổn định nhiệt độ 10 - 30oC [5] Catalase ứng dụng nhiều quy trình cơng nghệ sinh học khác Do có hoạt tính phân giải nhanh H2O2 nên catalase có khả ức chế phân giải của tế bào viêm, loạt khối u, apoptosis, tế bào thần kinh lão hóa [12, 18, 33, 57, 58] Enzyme chứng minh tác nhân hỗ trợ dẫn truyền thuốc nội bào [53] sử dụng định lượng cholesterol [42] Theo số cơng bố gần đây, giảm của catalase đóng vai trị q trình bạc tóc sớm người H2O2 tự nhiên tạo hoạt động trao đổi của thể catalase có vai trò phân giải chúng nhanh Do vậy, hàm lượng catalase giảm đi, khơng thể phân giải hết H2O2, dẫn đến tóc bị tẩy trắng từ bên Nhận định làm sáng tỏ với hy vọng phát triển phương pháp chữa bạc tóc dựa việc bổ sung catalase [20, 62] Catalase từ sinh vật khác tinh nghiên cứu tính chất như: B.subtilis [30],Vibrio rumoiensis S-1T[59],Comamonas terrigena[64],chủng Rhizobiumradiobacter 2-1 [23] Hầu hết nghiên cứu thường tinh enzyme cách sử dụng muối amoni sulfate kết tủa chọn lọc protein loại sắc ký lọc gel [23, 30], trao đổi ion (DEAE Sephadex DEAE cellulose[23, 30], Q Sepharose FF [59]) Trong đó,B subtilis xem chủng vi khuẩn có lợi cho người sử dụng để sản xuất nhiều chế phẩm sinh học như: men vi sinh; men Natto – thực phẩm chức bổ dưỡng cho sức khỏeở Nhật Bản [61] Ngồi ra, B subtilis cịn biết đến với khả sinh nhiều enzyme, có catalase với hoạt tính cao, an tồn thao tác [46] Cho đến nay, Việt Nam chưa có nghiên cứu tinh xác định tính chất của catalase từ nguồn gốc tự nhiên Các nghiên cứu chủ yếu định tính định lượng hoạt tính của catalase có mẫu dịch chiết [1] Từ thực tế trên, tiến hành thực đề tài: “Nghiên cứu tinh xác định số tính chất catalase từ Bacilus subtilisPY79” với mục tiêu tạo chế phẩm enzyme có độ tinh sạch, độ bền hoạt tính tốt để phục vụ cho nghiên cứu sau Loewen tập thể (1987)[30] tinh catalase-1 từ B subtilis 168và thu chế phẩm có hoạt độ riêng 172037 U/mg với hiệu suất thu nhận đạt 32% có độ tinh tăng 318 lần so với catalase phân đoạn dịch chiết tổng số Tuy nhiên, quy mô nuôi cấy của tác giả lớn 10 lần so với nghiên cứu của chúng tơi sử dụng quy trình tinh phức tạp gồm bước kết tủa streptomycin sulfate, bước kết tủa thuận nghịch với (NH4)2SO4 tinh qua 01 cột sắc ký trao đổi ion DEAE-Sephadex A-50 hai cột sắc ký lọc gel (Bio-gel A Bio-gel HTP) Fusho tập thể (1996) [15] tinh catalase từ vi khuẩnB subtilis IAM 1026 Đây loại catalase điển hình có monomer phân tử với KLPT monomer dao động 65±3 kDa Quá trình tinh gồm: lọc màng để loại bỏ xác tế bào, kết tủa thuận nghịch với (NH4)2SO4 tinh qua cột sắc ký trao đổi ion DEAE-Cellulofine A-500 Sau trình tinh thu chế phẩm có hoạt độ riêng 57000 U/mg với hiệu suất thu hồi đạt 86%, nhiên nghiên cứu bước đầu tinh catalase độ tinh của enzyme gần không tăng so với dịch chiết tổng số Hussein (2012) [24] nghiên cứu tinh mơ tả đặc tính của catalase từ vi sinh vật kiềm Bacillus sp Quá trình tinh catalase từ Bacillus sp thực qua bước gần tương tự nghiên cứu của bao gồm: kết tủa protein (NH4)2SO4 55%; sắc kí trao đổi anion DEAE-Cellulose sắc kí lọc gel Sephacryl S-300 với bước thẩm tách loại muối Tuy nhiên, kết cho thấy, catalase có hiệu suất thu hồi cao đạt 56% hoạt độ riêng lại thấp 566,6 U/mg độ tinh cao 6,2 lần so với dịch protein ban đầu Như vậy, so sánh với cáccông bố tinh catalase từ Bacillus, quy trình tinh nghiên cứu đơn giản gồm ba bước: tinh sơ kết tủa protein tổng số với (NH4)2SO4 hai bước tinh cột sắc ký trao đổi anion DEAE-Sepharose cation CM-Sepharose.Catalase thu có độ tinh cao cho băng rõ nét SDS-PAGE Tuy nhiên, hoạt độ riêng 40 hiệu suất thu nhận chế phẩm catalase chưa cao Nguyên nhân giảm hoạt độ catalase suốt trình tinh sạch, tác nhân tủa thuận nghịch (NH4)2SO4 protein q trình thẩm tích cô mẫu Các hạn chế tối ưu nghiên cứu 3.3 MỘT SỐ TÍNH CHẤT CỦA CATALASE TINH SẠCH TỪ B subtilis PY79 3.3.1 Nhiệt độ tối thích độ bền nhiệt độ catalase Theo nghiên cứu Fusho tập thể (1996)[15], nghiên cứu này, đệm Kphosphate 50 mM, pH 7,0 sử dụng cho phản ứng xác định hoạt độ của catalasetại nhiệt độ từ 15oC đến 80oC Kết thu hình 3.11A cho thấy catalase hoạt động tối thích 37oC, hồn tồn khơng thể khả phân giải H2O2 80oC Kết tương tự với nghiên cứu của Fusho tập thể (1996) nhiệt độ 37oC chọn cho phản ứng phân giải chất H2O2 của catalase nghiên cứu Hoạt độ tƣơng đối (%) 80 60 40 20 B 100 Hoạt độ tƣơng đối (%) A 100 80 60 40 20 10 30 50 Nhiệt độ (oC) 70 20 40 Nhiệt độ (oC) 60 Hình 3.11: Nhiệt độ tối thích (A) độ bền nhiệt độ (B) catalase tinh từ B subtilis PY79 Để nghiên cứu độ bền với nhiệt độ của catalase, enzyme xử lý với nhiệt độ từ 4oC đến 70oC 30 phút trước bổ sung vào thành phần phản ứng phân giải chất H2O2, sau xác định hoạt độ cịn lại của enzyme Kết Hình 3.11B cho thấy, hoạt độ phân giải chất của catalase tương đối ổn định 41 enzyme bị xử lý nhiệt khoảng từ 4oC đến 37oC, giảm dần nhiệt độ tăng từ 37oC trở lên hoạt tính hồn tồn 70oC 30 phút 3.3.2 pH tối thích độ bền pH catalase Để xác định pH hoạt động tối thích của catalase, phản ứng phân giải chất H2O2đã xác định số đệm cópH khác (đệm Na-acetate pH 4-5, đệm K-phosphate pH 6-7, đệm Tris-HCl pH 8, đệm glycine-NaOH pH 9-10, đệmNa2CO3-NaHCO3 pH 11 đệm Na2HPO4-NaOH pH 12), tất đệm pha nồng độ 50 mM có bổ sung 10 mM chất H2O2 Kết thu ởHình 3.12A cho thấy, catalase có hoạt độ phân giải chất cao vùng pH trung tính 6-8 cao pH 7,0 Tại vùng pH axit kiềm, hoạt độ phân giải chất của catalase giảm dần; pH 4,0 pH 12,0 catalase hoàn tồn khơng thể khả phân giải H2O2 Tóm lại, pH tối thích của catalase pH 7,0 đệm K-phosphate 50 mM, pH 7,0 dùng nghiên cứu để xác định hoạt độ của catalase 100 A Hoạt độ tƣơng đối (%) Hoạt độ tƣơng đối (%) 100 80 60 40 80 60 40 20 20 0 pH 10 12 B pH 10 11 12 Hình 3.12: pH tối thích (A) độ bền pH (B) catalase tinh từ B subtilis PY79 Đểnghiêncứuđộbền pH của catalase, enzyme ủ dung dịchđệmcógiátrị pH từ 4,0 đến 12,0 37oC 30 phúttrướckhibổ sung vàothành phầnphảnứngphângiảicơchất H O2 Kếtquảxácđịnhhoạtđộcủa 42 catalase cịnlạisaukhixửlýnhiệt (hình 3.12B) chothấy enzyme cóđộổnđịnhtốiđa 100% pH 7,0 vàhơn 80% hoạttínhvẫnđượcgiữ pH 6,0 pH 8,0 3.3.3 Thông số động học catalase tinh từ B subtilis PY79 Trong nghiên cứu này, tiến hành xác định giá trị động học Km, Vmax của catalase sử dụng chất H2O2với nồng độ tăng dần (6-30 mM), đến đạt giá trị tốc độ phản ứng cực đại (Vmax = (ΔA240/Δt) cực đại), từ tính hoạt độ của catalae theo U/mg Dựa kết thu Hình 3.13 dựa vào phương trình LineweaverBurk: 1/V = Km/Vmax[S] + 1/Vmax, xác định Km của catalase 14,4 mM Vmax 16294,82 U/mg So vớinghiên cứu của Loewen tập thể (1987) [30](Km = 40,1 mM) chất H2O2, giá trị Km nghiên cứu của thấp hay lực của catalase tinh với chất cao khoảng lần 1/vx1000 (U/mg)-1 0.2 y = 0.883x + 0.061 R² = 0.994 0.15 0.1 0.05 -0.07 -0.02 0.03 0.08 1/[S] (1/mM) 0.13 0.18 Hình3.13:Sựphụthuộccủatốcđộphảnứngthuỷphân H2O2của catalase cácnồngđộH2O2 khácnhautheophƣơngtrìnhLineweaver-Burk 43 3.3.4 Ảnh hƣởng số chất lên hoạt độ catalase tinh từ B subtilis PY79 Trong nghiên cứu này, tiến hành nghiên cứu ảnh hưởng của chất khác bao gồm NaN3, NaCl, FeCl3, FeSO4, MnSO4 MgSO4 lên hoạt độ của catalase Kết xác định hoạt độ lại của catalase có mặt của chất khác cho thấy MnSO4 MgSO4 không ảnh hưởng đến hoạt độ của catalase chí nồng độ chất M Các chất lại ức chế hoạt động của catalase;cụ thể NaN3, NaCl, FeCl3 FeSO4 ức chế 80 – 90% hoạt tính của enzyme nồng độ là: µM, 2M, 15 mM 50 mM (Hình 3.14) Hussein cộng (2012) [24] thử ảnh hưởng của chất hoạt động của catalase tinh từ Bacillus sp nồng độ mM cho thấy NaN3, KCN chất ức chế mạnh hoạt động của catalase; nồng độ 0,5 mM cho thấy CuSO4, MnCl2 FeSO4 không ảnh hưởng đến hoạt độ của enzyme Kết cho thấy, bổ sung chất kháng khuẩn NaN3 cho bảo quản catalase nhiệt độ phòng cần loại NaCl sau bước tinh enzyme 44 A 100 Hoạt độ tƣơng đối (%) Hoạt độ tƣơng đối (%) 100 80 60 40 20 80 60 40 20 0 Nồng độ NaN3 (µM) Hoạt độ tƣơng đối (%) 100 C 80 60 40 20 0.5 1.5 Nồng độ NaCl (M) 100 Hoạt độ tƣơng đối (%) 0 D 80 60 40 20 0 10 Nồng độ FeCl3 (mM) 15 100 10 20 30 40 Nồng độ FeSO4 (mM) 50 100 E 80 60 40 20 Hoạt độ tƣơng đối (%) Hoạt độ tƣơng đối (%) B G 80 60 40 20 0 0.2 0.4 0.6 0.8 Nồng độ MnSO4 (mM) 0.2 0.4 0.6 0.8 Nồng độ MgSO4 (M) Hình 3.14: Ảnh hƣởng chất đến hoạt độ catalase tinh từ B subtilis 45 KẾT LUẬN Cácđiềukiệnthíchhợpchonicấy vi khuẩnB subtilis PY79 sinh catalase có hoạt độ riêng đạt 213 U/mg baogồm: môitrườngnuôicấy LB lỏng, tạinhiệtđộ 37oC, cảmứngtếbào lầnvới H O2 0,1mMtạithờiđiểmgiữaphasinhtrưởngcủatế bàovàtiếnhànhthusinhkhốisau giờcảmứng Catalase subtilisbằngkếttủachọnlọcvới đãđượctinhsạchtừdịchchiếtvikhuẩnB (NH4)2SO4 50%, sắckýcộttraođổi anion Q- Sepharosevàtraođổication CM-Sepharose Catalase sautinhsạchcómộtbăng protein kíchthướckhoảng 65kDatrên gel SDS-PAGE vớihoạtđộriêngphângiải H2O2 30717,2 U/mg, độtinhsạchtăng 144 lần so vớidịchchiết ban đầuvàhiệusuấtthuhồiđạt 8,9% Catalase tinhsạchhoạtđộngtrongkhoảng pH từ đến 11, nhiệtđộ từ đến 40oC vàhoạtđộngtốithíchtại pH 7,0; nhiệtđộ 37oC Enzyme cógiátrị Km 14,4mMvàVmaxđạt 16294,83 U/mg hoạttínhkhicómặtbởimộttrongcácchất Catalase tinhsạchbịmất NaN3, FeCl3,FeSO4, 80 – NaCl 90% cácnồngđộlầnlượt: µM, 15 mM, 50 mM, M vàkhôngbịảnhhưởngbởi MgSO4và MnSO4 đếnnồngđộ M KIẾN NGHỊ Nghiên cứu thêm điều kiện để bảo quản catalase phối trộn hợp chất nhằm sử dụng y dược công nghiệp 46 TÀI LIỆU THAM KHẢO TÀI LIỆU TIẾNG VIỆT Võ Thị Mai Hương, Trần Thanh Phong (2006), “Một số đặc trưng hóa sinh khả kháng khuẩn của dịch chiết nhàu (Morinda citrifolia L.)”, Hội nghị khoa học toàn quốc sinh thái tài nguyên sinh vật lần thứ 5, 1073 Nguyễn Văn Phúc, Phan Thị Phượng Trang (2014), “Phân lập, định danh xác định đặc tính có lợi của chủng Bacillus ssp từ ao ni tơm tỉnh Bến Tre”, Tạp chí Khoa học ĐHSP TPHCM, 64, tr 94-102 Trịnh Thành Trung, Phan Lạc Dũng, Trần Thị Lệ Quyên, Dương Văn Hợp, Đào Thị Lương (2013) “Đặc điểm sinh học tiềm ứng dụng của chủng vi khuẩn Bacillus amyloliquefaciens subsp plantarum sp 1901 phân lập Rừng Quốc gia Hoàng Liên”,Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên Công nghệ, 29 (3), tr 59-70 TÀI LIỆU TIẾNG ANH Ash C., Farow J A E., Wallbanks S., Collins M D (1991), “Phylogenetic heterogeneity of the genus Bacillus revealed by comparative analysis of smallsubunit-ribosomal RNA sequence”, J Appl Microbiol., 13, pp 202-206 Aydemir T.,Kuru K (2003),“Purification and partial characterization of catalase from chicken erythrocytes and the effect of various inhibitors on enzyme activity”, Turkish J Chem, 27, pp 85-97 BaillieL (2001), “The development of new vaccines against Bacillus anthracis”, J ApplMicrobiol., 91, pp 609-613 Beers R F., Sizer I W (1952), “A spectrophotometric method for measuring the breakdown of hydrogen peroxide by catalase”, Journal of Biological Chemistry, 195, pp 133-140 Beulah K., Ramana T (2013), “Purification, properties and kinetic studies of catalase from leaves of Phyllanthus reticulatus”, IJPCBS, (3), pp 940-948 47 Chelikani P., Flta I., Loewen P C (2004), “Diversity of structure and properties among catalases”,Cell Mol Life Sci., 61, pp 192-208 10 Dijl J M V., Hecker M (2013), “Bacillus subtilis: from soil bacterium to supersecreting cell factory”, Microb Cell Fact, 12(3), pp 1-6 11 Drabner B., Guzman C A.(2001), “Elicitation of predictable immune respones by using live bacterial vectors”, Biomol Eng., 17(3), pp 75-82 12 Esch F., Lin K I., Hills A., Zaman K., Baraban J M (1998),“Purification of a multipotent antideath activity from bovine liver and its identification as arginase: nitric oxideindependent inhibition of neuronal apoptosis”,J Neurosci, 18, pp 4083-4095 13 Fan B., Carvalhais L C., Becker A., Borriss R.(2012), “Trancriptomic profiling of Bacillus amyloliquefaciens FZB42 in response to maize root exudates”, BMC Microbiol., 12, pp 116 14 Ferreira L C.S., FerreiraR C.C., SchumannW (2005), “Bacillus subtilis as a tool for vaccine development: from antigen factories to delivery vectors”, An Acad Bras Cienc, 77(1), pp 113-124 15 Fusho Y., Yajima Y (1996), “Catalase from Bacillus subtilis IAM 1026”, United State Patent, USA, pp 1873-1899 16 Garcia R., Kaid N., Vignaud C., Nicolas J (2000), “Purification and some properties of catalase from wheat germ (Triticum aestivum L.)”, Journal of Agricultural and Food Chemistry, 48, pp 450-455 17 Gupta D K., Vyas M (1989), “ Efficacy of Bacillus subtilis against mosquito larvae (Anophelis culicfacies)”, Zeitschrift fuer Angewandte Zoologie, 76 (1), pp 85-91 18 HalliwellB., Gutteridge J M.(2011), “Oxygen toxicity, oxygen radicals, transition metals and disease”,Biochem J., 219, pp 1-14 19 Hiayong Y., Zhaozhe H., Guocheng D U., Jian C (2008), “Purification ang characterization of catalase from Bacillus subtilis WSHDZ-01”, Chin J Appl Environ Biol, 14(6), pp 820-824 48 20 Hitti M (2009), “Why hair goes gray”, Health News, pp 21 Hong H A., Huang J M., Khaneja R., Vu H L., Urdaci M C., Cutting S M (2008), “The safety of and Bacillus indicus as food probiotics”, J Appl Microbiol., 105, pp 510-520 22 Hong H A., Khaneja R.,TamN K (2009),“Bacillus subtilis isolated from thehuman gastrointesti- nal tract”, Res Microbiol, 160, pp 134-143 23 Hossain S M T., Nakayama M., Uchiyama H., Nakajima-Kambe T (2007), “Purification and Molecular Cloning of Catalase from Rhizobium radiobacterStrain 2-1”, Journalof Environmental Biotechnology, 8(1), pp 35– 41 24 Hussein A A (2012), “Purifiaction and characterization of thermo-alkali stable catalase from Bacillus sp”, Int Res J Biotechnol., 3(10), pp 207-214 25 Hunt G., Kyne S., Ito S., Wakamatsu K., Todd C., Thody A (1995), “Eumelanin and phaeomelanin contents of human epidermis and cultured melanocytes”, Pigment Cell Res., 8, pp 202-208 26 Isobe K., Inoue N., Takamatsu Y., Kamada K., Wakao N (2006), "Production of catalase by fungi growing at low pH and high temperature", J Biosci Bioeng., 101(1), pp 73-76 27 Kauser S., Westgate G., Green M., Tobin D J (2007), “Age-associated downregulation of catalase in human scalp hair follicle melanocytes”, Pigment Cell Res, 20, pp 432 28 Laemmli U K (1970), “Cleavage of structural protein during the assembly of the head of bacteriophage T4”, Nature, 251, pp 153-157 29 Loew O (1900), “A new enzyme of general occurrence in organisms”, Science, 11(279), pp 701-702 30 Loewen P C., Switala J (1987), “Purification and characterization of catalase1 from Bacillus subtilis”, Biochem Cell Biol, 65, pp 939-947 31 LoewenP C., Klotz M G., Hassett D J (2000), “Catalase an “Old” Enzyme That Continues To Surprise Us”, Features., 66(2), pp 76-82 49 32 Mahler I., Halvorson H O (1977), “Transformation of Escherichia coli and Bacillus subtilis with a hybrid plasmid molecule”, J Bacteriol.,131, pp 374377 33 Miyamoto T., Hayashi M., Takeuchi A., Okamoto T., Kawashima S., Takii T., AyashiH.,Onozaki K (1996),“Identification of a novel growth-promoting factor with a wide target cell spectrum from various tumor cells as catalase”, J Biochem (Tokyo), 120, pp 725-730 34 Morikawa M (2006), "Beneficial Biofilm Formation by Industrial Bacteria Bacillus subtilis and Related Species", Journal of Bioscience and Bioengineering, 10(1), pp 1-8 35 Murthy M R., Reid T J., Sicignano A., TanakaN., Rossmann M G (1981) “Structure ofbeef liver catalase”, Journal of MolecularBiology, 152(2), pp 465–499 36 Nadeem M S., Khan J A., Murtaza B N., Muhammad K., Rauf A (2015), “Purification and properties of liver catalase from water buffalo (Bubalus bubalis)”, S Asian J Life Sci, 3(2), pp 51-55 37 Nath S., Chowdhury S., Dora K C (2015), “Application of Bacillus sp as a biopreservative for food preservation”,Journal of Engineering Research and Applications, 2248-9622(5), pp.85-95 38 Nicholls P., Fita I., Loewen P C (2000) “Enzymology and structure of catalase’,Advances in Inorganic Chemistry, 51, pp 52-106 39 Ndontsa E N (2013), “Synergy not antagonism in antioxidant defenses: The unanticipated effect of electron donors on catalase-peroxidase function”, Degree of Doctor of Philosophy, Auburn University 40 Olmos J., Michel P (2014), “Bacillus subtilis A Potential probiotic Bacterium to Formulate Functional Feeds for Aquaculture”,Microb Biochem Technol., 6, pp 361-365 50 41 PertersonN J.,Salin M L (1995), “Purification and Characterization of a Mesohalic Catalase from the Halophilic Bacterium Halobacterium halobium”,J Bacteriol., 2, pp 378-384 42 Robinet P., Wang Z., HazenS L.,SmittJ D (2010), “A simple and sensitive enzymatic method for cholesterol quantification in macrophages and foam cells”, J Lipid Res., 51, pp 3364-3369 43 RochatT., Miyoshi A., Gratadoux J J., DuwatP., Sourice S., ZevedoV A.,Langella P (2005), “High level resisitance to oxidative stress inLactococcus lactis conferred by Bacillus subtilis catalase”, Microbiology, 151, pp 3011-1018 44 Rooney A.P., Price N.P.J., EhrhardtC., SwezeyJ.L., Bannan J.D (2009), “Phylogeny and molecular taxonomy of the Bacillus subtilis species complex and description of Bacillus subtilis subsp inaquosorum subsp Nov”,Int J Syst Evol Microbiol., 59, pp 2429-2436 45 ScandaliosJ G., GuanL.,Polidoros A N (1997), “Catalase in Plants: Gene Structure, Properties, Regulation, and Expression”,Cold Spring Harbor Lab Press, New York, pp 353–406 46 Schallmey M., Singh A., Ward O P (2004), “Developments in the use of Bacillus species for industrial production”, Can J Microbiol, 50 (1), pp 117 47 Schroeder W A., Shelton J R., Shelton I B., RobbersonB.,Apell G.(1969),“The amino acid sequence of bovine liver catalase: a preliminary report” Archives of Biochemistry and Biophysics, 131 (2), pp 653–655 48 Schroeder J W., SimmonsL A (2013), “Complete Genome Sequence of Bacillus subtilis Strain PY79”, Genome Announc 1(6), pp 1085 49 Seah T C., Kaplan J G (1972), “Purification and properties of the catalase of Bakers’ yeast”, JBC, 248 (8), pp 2889-2893 51 50 Seyed H S., Jamshid A., Marzieh L.(2015), “Applications of Bacillus subtilis as an important bacterium in medical sciences and human life”, Trop J Med Res., 18, pp 1-4 51 Shahcheraghi S H., Ayatollahi J., Lotfi M (2015), “Application of Bacillus subtilis as an important bacterium in medical sciences and human life”, Tropical Journal of Medical Research(Trop J Med Res), 18, pp 1-4 52 Shin D H., ChoiY S., Cho Y H (2008),“Unusual properties of catalase a (Kat) of Pseudomonas aeruginosa Pa14 are associatedwith its biofilm peroxide resistance”, J Bacteriol, 190, pp 2663-2670 53 Siwale R C., Yeboah G K., Addo R., OettingerC W., D’Souza M J.(2009), “The effect of intracellular antioxidant delivery (catalase) on hydrogen peroxide and pro-inflammatory cytokine synthesis: A new therapeutic horizon”, J Drug Target, 17, pp 710-718 54 SoochB S., Kauldhar B S., Puri M (2014), “Rencent insinghts into microbial catalases: Isolation, production and purification”,Biotechnol Adv., 32, pp.1429-1447 55 Stein T (2005), “Bacillus subtilis antibiotics: structure, syntheses and specific functions”, Mol Microbiol., 56, pp 845-857 56 Sumner J B., Gralén N (1937), “Crystalline catalase”, Science, 87 (2206), pp 366-367 57 Vuillaume(1987) M., “Reduced oxygen species, mutation, induction and cancer initiation”,Mut Res, 186, pp 43-72 58 Yabuki M., Kariya S., Ishisaka R., Yasuda T., Yoshioka T., HortonA A., Utsumi K.(1999) “Resistance to nitric oxide-mediated apoptosis in HL-60 variant cells is associated with increased activities of Cu, Zn-superoxide dismutase and catalase”, Free Radical Biol Med., 26, pp.325-332 59 Yumoto I.,Ichihasi D., Iwata H., Istokovics A., Ichise N., Matuyama H., OkuyamaH., Kosei K (2000), “Purification and characterization of a catalase 52 from the facultatively psychrophilic bacterium Vibriorumoiensis S-1T exhibiting high catalase activity”,J Bacteriol, 182(7), pp 1903–1909 60 Yörük I H., Demir H., Ekici K., Savran A (2005), “Purification and properties of catalase from Van apple (Golden Diliciuos)”, Pakistan Journal of Nutrition, 4(1), pp 8-10 61 Wang J., Fung D Y (1996), “Alkaline-fermented foods: a review with emphasis on pidan fermentation”, Crit Rev Microbiol, 22, pp 101-138 62 Wood J M., DeckerH., Hartmann H (2009), "Senile hair graying: H2O2mediated oxidative stress affects human hair color by blunting methionine sulfoxide repair" FASEB Journal, 23(7), pp 2065–2075 63 ZámockýM., Furtmüller P G., ObingerC (2010), “Evolution of catalase from Bacteria to Humans”, Europe PMC Funders Group, 10(9),pp 1527–1548 64 ZámockýM., Godobíková J., Ganperík J., Koller F., B Polek (2004), “Expression, purification, and sequence analysis of catalase-1 from the soil bacterium ComamonasterrigenaN3H”, Protein Expression and Purification, 36, pp 115-123 65 Zámocký M., KollerF (1999), “Understanding the structure and function of catalases: clues from molecular evolution and in vitro mutagenesis”, Progress in Biophysics & Molecular Biology, 72, pp 19-66 TRANG WEB 66 http://www.014.igem.org 67 https://microbewiki.kenyon.edu/index.php/Bacillus_subtilis 68 http://thuysancantho.vn/dac-tinh-sinh-hoc-cua-vi-khuan-bacillus-sutilis/ 69 https://www.thinglink.com/scene/710525532789276672 70 http://www.globalhealingcenter.com 71 http://en.citizendium.org/wiki/Bacillus_subtilis 72 http://classroom.synonym.com/environmental-industrial-use-bacillussubtilis-30152.html 73 http://www.rcsb.org/pdb/explore.do-structureId-3WXO 53 74 http://botania.com.vn/enzyme-catalase-huong-di-moi-cua-khoa-hoc-giup-chiatay-voi-thuoc-nhuom-toc 54 ... Nam nghiên cứu catalase chủ yếu định tính định lượng enzyme từ dịch chiết thơ [1]; chưa có nghiên cứu tinh xác định tính chất của enzyme từ nguồn tự nhiên Theo nghiên cứu trước đó, catalase tinh. .. NHIÊN - Phạm Thu Hƣơng NGHIÊN CỨU TINH SẠCH VÀ XÁC ĐỊNH MỘT SỐ TÍNH CHẤT CỦA CATALASE TỪ Bacillus subtilisPY79 Chuyên ngành: Sinh học thực nghiệm Mã số: 60420114 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA... trên, nghiên cứu này, tiến hành nghiên cứu tinh xác định số tính chất của catalase từ B subtilis PY79 20 Chƣơng 2: NGUYÊN LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 NGUYÊN LIỆU Chủng vi khuẩn B subtilis