سال 14، شماره 6 - ( آذر - دی 1399 )
جلد 14 شماره 6 صفحات 611-596 |
برگشت به فهرست نسخه ها
Download citation:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
Alvandi H, Hatamian-Zarmi A, Ebrahimi Hosseinzadeh B, Mokhtari-Hosseini Z. Optimization of Production Conditions for Bioactive Polysaccharides from Fomes fomentarius and Investigation of Antibacterial and Antitumor Activities. Iran J Med Microbiol 2020; 14 (6) :596-611
URL: http://ijmm.ir/article-1-1208-fa.html
URL: http://ijmm.ir/article-1-1208-fa.html
الوندی هاله، حاتمیان زارمی اشرف السادات، ابراهیمی حسین زاده بهمن، مختاری حسینی زهرا بیگم. بهینه سازی شرایط تولید پلی ساکارید زیست فعال از فومس فومنتاریوس و بررسی فعالیت ضدباکتریایی و ضدسرطانی. مجله میکروب شناسی پزشکی ایران. 1399; 14 (6) :596-611
1- کارشناسی ارشد بیوتکنولوژی صنعت و محیط‌زیست، گروه مهندسی علوم زیستی، دانشکده علوم و فنون نوین، دانشگاه تهران، تهران، ایران
2- گروه مهندسی علوم زیستی، دانشکده علوم و فنون نوین، دانشگاه تهران، تهران، ایران ،hatamian_a@ut.ac.ir
3- گروه مهندسی علوم زیستی، دانشکده علوم و فنون نوین، دانشگاه تهران، تهران، ایران
4- گروه مهندسی شیمی، دانشکده مهندسی نفت و پتروشیمی، دانشگاه حکیم سبزواری، سبزوار، ایران
2- گروه مهندسی علوم زیستی، دانشکده علوم و فنون نوین، دانشگاه تهران، تهران، ایران ،
3- گروه مهندسی علوم زیستی، دانشکده علوم و فنون نوین، دانشگاه تهران، تهران، ایران
4- گروه مهندسی شیمی، دانشکده مهندسی نفت و پتروشیمی، دانشگاه حکیم سبزواری، سبزوار، ایران
چکیده: (5838 مشاهده)
زمینه و اهداف: یکی از قارچ‌های دارویی که از دیرباز در طب سنتی مورد استفاده بوده است، قارچ بازیدیومیست فومس فومنتاریوس است که پراکندگی گسترده‌ای در ایران دارد. پلی‌ساکاریدها به‌عنوان یکی از متابولیت‌های این قارچ خواص ضد التهابی، ضد دیابتی، ضد باکتریایی، آنتی‌اکسیدانی و ضدسرطانی دارند.
مواد و روش کار: بهینه‌سازی متغیرهای مستقل غلظتMgSO۴.۷H۲O ، مقدار pH، عصارۀ مخمر و درصد مایۀ تلقیح به‌منظور افزایش تولید زیست‌توده و پلی‌ساکارید قارچ فومس فومنتاریوس با استفاده از روش تاگوچی مورد بررسی قرار گرفت. سپس خواص زیستی پلی‌ساکارید این قارچ شامل فعالیت ضدباکتریایی با روش شمارش کلنی باکتری، فعالیت آنتی‌اکسیدانی با استفاده از رادیکال آزاد DPPH و اثر ضدتکثیری روی ۵ ردۀ سلول‌های سرطانی MKN-۴۵، AGS، A۵۴۹، KYSE-۳۰ و ۵۶۳۷ با استفاده از تست MTS بررسی شد.
یافته‌ها: غلظت MgSO۴.۷H۲O و pH اولیه تاثیر معنی‌داری (۰/۰۵>P) بر تولید پلی‌ساکارید قارچ فومس فومنتاریوس دارد و در شرایط بهینۀ تولید پلی‌ساکارید این قارچ به g/L ۵/۴۱۰ می‌رسد. پلی‌ساکارید این قارچ رشد باکتری‌های استافیلوکوکوس اورئوس و اشریشیا کلی را به ترتیب ۵۰% و ۲۵% مهار می‌کند. فعالیت آنتی‌اکسیدانی این پلی‌ساکارید در تست DPPH، %۱۶/۱۱ است. بررسی اثر ضدتکثیری این پلی‌ساکارید روی سلول‌های سرطانی متفاوت است (KYSE-۳۰> A۵۴۹ ۵۶۳۷ > AGS> MKN-۴۵). این اثر با افزایش غلظت افزایش می‌یابد. در تیمار رده سلولی KYSE-۳۰ با µg/mL ۲۰۰ پلی‌ساکارید، زندمانی سلول‌ها پس از ۷۲ ساعت به ۴۰% می‌رسد.
نتیجه‌گیری: بهینه‌سازی محیط‌کشت قارچ دارویی فومس فومنتاریوس سبب افزایش تولید پلی‌ساکارید تا g/L ۰/۴۱۰ می‌شود. بهینه‌سازی سبب افزایش فعالیت زیستی پلی‌ساکارید می‌شود. فعالیت ضدباکتریایی علیه استافیلوکوکوس اورئوس و اشریشیا کلی به ۵۰% و ۲۵% می‌رسد. فعالیت آنتی‌اکسیدانی پلی‌ساکارید %۱۶/۱۱ است و زندمانی سلول‌های سرطانی KYSE-۳۰ پس ۷۲ ساعت به ۴۰% می‌رسد.
مواد و روش کار: بهینه‌سازی متغیرهای مستقل غلظتMgSO۴.۷H۲O ، مقدار pH، عصارۀ مخمر و درصد مایۀ تلقیح به‌منظور افزایش تولید زیست‌توده و پلی‌ساکارید قارچ فومس فومنتاریوس با استفاده از روش تاگوچی مورد بررسی قرار گرفت. سپس خواص زیستی پلی‌ساکارید این قارچ شامل فعالیت ضدباکتریایی با روش شمارش کلنی باکتری، فعالیت آنتی‌اکسیدانی با استفاده از رادیکال آزاد DPPH و اثر ضدتکثیری روی ۵ ردۀ سلول‌های سرطانی MKN-۴۵، AGS، A۵۴۹، KYSE-۳۰ و ۵۶۳۷ با استفاده از تست MTS بررسی شد.
یافته‌ها: غلظت MgSO۴.۷H۲O و pH اولیه تاثیر معنی‌داری (۰/۰۵>P) بر تولید پلی‌ساکارید قارچ فومس فومنتاریوس دارد و در شرایط بهینۀ تولید پلی‌ساکارید این قارچ به g/L ۵/۴۱۰ می‌رسد. پلی‌ساکارید این قارچ رشد باکتری‌های استافیلوکوکوس اورئوس و اشریشیا کلی را به ترتیب ۵۰% و ۲۵% مهار می‌کند. فعالیت آنتی‌اکسیدانی این پلی‌ساکارید در تست DPPH، %۱۶/۱۱ است. بررسی اثر ضدتکثیری این پلی‌ساکارید روی سلول‌های سرطانی متفاوت است (KYSE-۳۰> A۵۴۹ ۵۶۳۷ > AGS> MKN-۴۵). این اثر با افزایش غلظت افزایش می‌یابد. در تیمار رده سلولی KYSE-۳۰ با µg/mL ۲۰۰ پلی‌ساکارید، زندمانی سلول‌ها پس از ۷۲ ساعت به ۴۰% می‌رسد.
نتیجه‌گیری: بهینه‌سازی محیط‌کشت قارچ دارویی فومس فومنتاریوس سبب افزایش تولید پلی‌ساکارید تا g/L ۰/۴۱۰ می‌شود. بهینه‌سازی سبب افزایش فعالیت زیستی پلی‌ساکارید می‌شود. فعالیت ضدباکتریایی علیه استافیلوکوکوس اورئوس و اشریشیا کلی به ۵۰% و ۲۵% می‌رسد. فعالیت آنتی‌اکسیدانی پلی‌ساکارید %۱۶/۱۱ است و زندمانی سلول‌های سرطانی KYSE-۳۰ پس ۷۲ ساعت به ۴۰% می‌رسد.
نوع مطالعه: مقاله پژوهشی |
موضوع مقاله:
بیوتکنولوژی میکروبی
دریافت: 1399/6/6 | پذیرش: 1399/7/14 | انتشار الکترونیک: 1399/8/6
دریافت: 1399/6/6 | پذیرش: 1399/7/14 | انتشار الکترونیک: 1399/8/6
فهرست منابع
1. Cui J, Chisti Y. Polysaccharopeptides of Coriolus versicolor: physiological activity, uses, and production. Biotechnol. Adv. 2003; 21(2):109-122. [DOI:10.1016/S0734-9750(03)00002-8]
2. Asefshayan MR. Medicenal fungi of Iran, 247, Tehran: Iranshenasi; 2016.
3. Grienke U, Zöll M, Peintner U, M.Rollinger J. European medicinal polypores - A modern view on traditional uses. J. Ethnopharmacol. 2014; 154(3):564-583. [DOI:10.1016/j.jep.2014.04.030] [PMID]
4. Chen W, Zhao Z, Li YQ. Simultaneous increase of mycelial biomass and intracellular polysaccharide from Fomes fomentarius and its biological function of gastric cancer intervention. Carbohydr. Polym. 2011; 85(2):369-375. [DOI:10.1016/j.carbpol.2011.02.035]
5. Kim SH, Jakhar R, Kang SH. Apoptotic properties of polysaccharide isolated from fruiting bodies of medicinal mushroom Fomes fomentarius in human lung carcinoma cell line. Saudi J Biol Sci. 2015; 22(4):484-490. [DOI:10.1016/j.sjbs.2014.11.022] [PMID] [PMCID]
6. R-Hernandez L, CG-Franco A, S-Parra JM, M-Dominguez F. Review of agricultural and medicinal applications of basidiomycete mushrooms. Tecnociencia. 2008; 1(2):95-107.
7. Patel S, Goyal A. Recent developments in mushrooms as anti-cancer therapeutics: a review. 3 Biotech, 2012; 2(1):1-15. [DOI:10.1007/s13205-011-0036-2] [PMID] [PMCID]
8. Zang Y, Xiong J, Zhai WZ, Cao L, Zhang SP, Tang Y, Wanga J, Su JJ, Yang GX, Zhao Y, Fan H, Xia G, Wang CG, Hua JF. Fomentarols A-D, sterols from the polypore macrofungus Fomes fomentarius. Phytochemistry. 2013; 92:137-145. [DOI:10.1016/j.phytochem.2013.05.003] [PMID]
9. Krupodorova T, Rybalko S, Barshteyn V. Antiviral activity of Basidiomycete mycelia against influenza type A (serotype H1N1) and herpes simplex virus type 2 in cell culture. Virol Sin. 2014; 29(5):284-290. [DOI:10.1007/s12250-014-3486-y] [PMID]
10. Kolundzic M, Grozdanic ND, Dodevska M, Milenkovi'c M, Sisto F, Miani A, Farronato G, Kundakovi'ca T. Antibacterial and cytotoxic activities of wild mushroom Fomes fomentarius (L.) Fr.. Polyporaceae. Ind Crops Prod. 2016; 79:110-115. [DOI:10.1016/j.indcrop.2015.10.030]
11. Chen W, Zhao Z, Chen SF, Li YQ. Optimization for the production of exopolysaccharide from Fomes fomentarius in submerged culture and its antitumor effect in vitro. Bioresour. Technol. 2008; 99(8):3187-3194. [DOI:10.1016/j.biortech.2007.05.049] [PMID]
12. Neifar M, Jaouani A, Ayari A, Abid O, B-Salem H, Boudabous A, Najar T, E-Ghorbel R. Improving the nutritive value of Olive Cake by solid state cultivation of the medicinal mushroom Fomes fomentarius. Chemosphere. 2013; 91(1):110-114. [DOI:10.1016/j.chemosphere.2012.12.015] [PMID]
13. Houng JY, Hsu HF, Liu YH, Wu JY. Applying the Taguchi robust design to the optimization of the asymmetric reduction of ethyl4-chloro acetoacetate by bakers' yeast. J. Biotechnol. 2003; 100, 239-250. [DOI:10.1016/S0168-1656(02)00179-7]
14. Andreazza NL, De Lourenço CC, Stefanello MÉ, Atvars TD, Salvador MJ. Photodynamic antimicrobial effects of bis-indole alkaloid indigo from Indigofera truxillensis Kunth (Leguminosae). Lasers Med Sci. 2015; 30(4):1315-1324. [DOI:10.1007/s10103-015-1735-4] [PMID]
15. Arab-Bafrani Z, Shahbazi-Gahrouei D, Abbasian M, Fesharaki M. Multiple MTS Assay as the Alternative Method to Determine Survival Fraction of the Irradiated HT-29 Colon Cancer Cells. J Med Signals Sens. 2016; 6(2): 112-116. [DOI:10.4103/2228-7477.181040] [PMID] [PMCID]
16. Qinnghe C, Xiaoyu Y, Tiangui N, Cheng J, Qiugang M. The screening of culture condition and properties of xylanase by white-rot fungus Pleurotus ostreatus. Process Biochem. 2004; 39(11): 1561-1566. [DOI:10.1016/S0032-9592(03)00290-5]
17. Okwudili U. Role of magnesium ions on yeast performance during very high gravity fermentation. J. Brew. Distilling. 2013; 4:19-45. [DOI:10.5897/JBD2013.0041]
18. M.R.Rees E, G.Stewart G. The effects of increased magnesium and calcium concentrations on yeast fermentation performance in high gravity worts. J. Inst. Brew. 1997; 103: 287-291. [DOI:10.1002/j.2050-0416.1997.tb00958.x]
19. Arora D S, Chandra P. Assay of antioxidant potential of two Aspergillus isolates by different methods under various physio-chemical conditions. Braz J Microbiol. 2010; 41(3), 765-777. [DOI:10.1590/S1517-83822010000300029] [PMID] [PMCID]
20. Bhattacharyya PN, Jha DK. Optimization of cultural conditions affecting growth and improved bioactive metabolite production by a subsurface Aspergillus strain tsf 146. Int J Appl Biol Pharm. 2011. 2(4): 133-143.
21. Prasad L, Kundu A, Bahukhandi D. Comparative analysis of volatile fractions of Fomes fomentarius and F.rhabarbarinus. Indian Phytopathol. 2018; 71: 25-31. [DOI:10.1007/s42360-018-0003-5]
22. Huang QL, Siua KC, Wanga WQ, Cheunga YC, Wu JY. Fractionation, characterization and antioxidant activity of exopolysaccharides from fermentation broth of a Cordyceps sinensis fungus. Process Biochem. 2013; 48(2):380-386. [DOI:10.1016/j.procbio.2013.01.001]
23. Miao L, F.N.Kwong T, Qian PY. Effect of culture conditions on mycelial growth, antibacterialactivity, and metabolite profiles of the marine-derived fungus Arthrinium c.f. saccharicola. Appl Microbiol Biotechnol. 2006; 72: 1063-1073. [DOI:10.1007/s00253-006-0376-8] [PMID]
24. R. Perron N, L. Brumaghim J. A review of the antioxidant mechanisms of polyphenol compounds related to iron binding. Cell Biochem Biophys. 2009; 53:75-100. [DOI:10.1007/s12013-009-9043-x] [PMID]
25. M.Zhang, S.W.Cui, P.C.K.Cheung, Q.Wang. Antitumor polysaccharides from mushrooms: a review on their isolation process, structural characteristics and antitumor activity. Trends Food Sci Tech. 2007; 18(1), 4-19. [DOI:10.1016/j.tifs.2006.07.013]
26. D-Petrova R, Z-Reznick A, P-Wasser S, M-Denchev C, Nevo E, Mahajna J. Fungal metabolites modulating NF-κB activity: An approach to cancer therapy and chemoprevention (Review). Oncology reports. 2008; 19(2):299-308. [DOI:10.3892/or.19.2.299] [PMID]
27. Queiroz EA, Fortes ZB, da Cunha MA, Barbosa AM, Khaper N, Dekker RF. Antiproliferative and pro-apoptotic effects of three fungal exocellular β-glucans in MCF-7 breast cancer cells is mediated by oxidative stress, AMP-activated protein kinase (AMPK) and the Forkhead transcription factor, FOXO3a. Int J Biochem Cell Biol. 2015; 67:14-24. [DOI:10.1016/j.biocel.2015.08.003] [PMID]
28. Choe JH, Yi YJ, Lee MS, Seo DW, Yun BS, Lee SM. 2015. Methyl 9-Oxo-(10E,12E)-octadecadienoate isolated from Fomes fomentarius attenuates lipopolysaccharide-induced inflammatory response by blocking phosphorylation of STAT3 in murine macrophages. Mycobiology. 2015; 43(3): 319-26. [DOI:10.5941/MYCO.2015.43.3.319] [PMID] [PMCID]
ارسال پیام به نویسنده مسئول
| بازنشر اطلاعات | |
 |
این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است. |
