Iranian Journal of Medical Microbiology

fa بررسی فاکتورهای مؤثر در بهینه‌سازی تولید پروتئین لایه سطحی HPI در سویه دینوکوکوس رادیودورانس R1، با روش سطح پاسخ (RSM) Investigation of Effective Factors on the Optimization of Surface Layer Protein Production in the Deinococcus radiodurans R1 Strain using Response Surface Method نانو بیوتکنولوژی در پزشکی Nanotechnology In Medicine مقاله پژوهشی Original Research Article زمینه و اهداف: پروتئین لایه سطحی جداشده از سطح باکتری‌ها، به دلیل خاصیت خودآرایی بر روی انواع سطوح و ایجاد گروه‌های عاملی منظم کاربردهای قابل‌توجهی درزمینه‌های نانو بیوتکنولوژی، مانند ساخت حسگرهای زیستی، سیستم‌های دارو رسان هوشمند و مهندسی بافت‌دارند. در این تحقیق، بهینه‌سازی ترکیبات محیط کشت ناپیوسته برای تولید پروتئین لایه سطحی HPI از سویه دینوکوکوس رادیودورانس R1 با استفاده از روش سطح پاسخ (RSM) انجام شد. مواد و روش کار: در سال 1395 شمسی، ابتدا محیط کشت برای 16 آزمایش طراحی‌شده توسط طرح فاکتوریل جزئی (FFA) آماده شد و پس از کشت میکروارگانیسم، متغیرهای مؤثر از میان شش متغیر محیط کشت ناپیوسته برای تولید پروتئین لایه سطحی از دینوکوکوس رادیودورانس R1 بررسی شد. سپس با استفاده از روش سطح پاسخ با طرح مرکب مرکزی، 20 آزمایش برای بهینه‌سازی متغیرهای مؤثر طراحی شد. خلوص پروتئین سطحی با آنالیز SDS-PAGE بررسی و غلظت آن با روش برادفورد محاسبه شد. یافته‌ها: محیط کشت بهینه: g/L 13/36 گلوکز، g/L 5 عصاره مخمر، g/L 5 تریپتون، g/L 2 بافر HEPES، g/L 0/55 MgSO4*7H2O و g/L 0/0368 MnCl2*4 H2O تعیین شد. جرم سلولی‌تر g/L 16/87 به دست آمد که 24% بیشتر از محیط کشت پایه TGY و 74% بیشتر از محیط کشت TGY حاوی کلرید سدیم است.   نتیجه‌گیری: نتایج حاصل از روش برادفورد، نشان داد که غلظت پروتئین لایه سطحی HPI جداشده از دینوکوکوس رادیودورانس R1 که در یک لیتر محیط کشت بهینه رشد نموده، برابر است با: mg 5/6 که بیش از دو برابر بیشتر از غلظت پروتئین لایه سطحی جداشده از این سویه از یک لیتر محیط کشت پایه TGY است.   Background and Aims: Due to its self-assembly properties on variety of surfaces and creating regular functional groups,  surface layer protein isolated from bacteria, has significant applications in the field of nanobiotechnology such as biosensor production, targeting drug delivery systems and tissue engineering. In this research, optimization of discontinuous culture medium compositions for the production of HPI surface layer protein from Deinococcus radiodurans R1 strain was performed using the response surface (RSM) method. Materials and Methods: In 2016, culture medium for 16 designed experiments with fractional factorial analysis (FFA) was prepared and effective factors among six variables of the discontinuous culture medium was investigated for the production of surface layer proteins of D.radiodurans R1. Twenty experiments were then designed for the optimization of effective variables using central composite design (CCD) method. Surface protein purity was assessed using SDS-PAGE analysis and its concentration was calculated via Bradford method. Results: The optimized medium containing 13.36 g/L glucose, 5 g/L yeast extraction, 5 g/L tryptone, 2 g/L HEPES buffer, 0.55 MgSO4*7H2O, 0.0368 g/L MnCl2*4 H2O, was determined. Wet cellular mass was found as 16.87 g/L, which is 24% more than TGY basic medium and 74% much more than TYG culture medium including NaCl. Conclusions: Results of the Bradford method demonstrated that the concentration of surface layer protein HPI isolated from D. radiodurans R1 was 5.6 mg which was more than twice of  that using 1liter of basic TGY medium.   دینوکوکوس رادیودورانس R1, پروتئین لایه سطحی, روش سطح پاسخ (RSM) Deinococcus radiodurans R1, S-layer protein, Response surface methodology (RSM) 59 70 http://ijmm.ir/browse.php?a_code=A-10-884-1&slc_lang=fa&sid=1 Behruz Ebadi Sharaf abad بهروز عبادی شرف آباد behruz.ebadi1033@gmail.com 10031947532846009766 10031947532846009766 No Department of Bioscience and Biotechnology, Malek Ashtar University of Technology, Tehran, Iran پژوهشکده علوم و فناوری زیستی، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران، ایران Rassoul Khalilzadeh رسول خلیل زاده rkhalilzadeh@mut.ac.ir 10031947532846009767 10031947532846009767 Yes Department of Bioscience and Biotechnology, Malek Ashtar University of Technology, Tehran, Iran پژوهشکده علوم و فناوری زیستی، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران، ایران Mahdi Alijanianzadeh مهدی علیجانیان زاده alijanianzadeh_m@yahoo.com 10031947532846009768 10031947532846009768 No Department of Bioscience and Biotechnology, Malek Ashtar University of Technology, Tehran, Iran پژوهشکده علوم و فناوری زیستی، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران، ایران Maryam Abdolirad مریم عبدلی راد maryamabdolirad@gmail.com 10031947532846009769 10031947532846009769 No Department of Bioscience and Biotechnology, Malek Ashtar University of Technology, Tehran, Iran پژوهشکده علوم و فناوری زیستی، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران، ایران