Magnetic nanoparticles confinement of some enzymes derived from halophilic microorganisms /
تقييد الجسيمات النانوية المغناطيسية لبعض الإنزيمات المستمدة من الكائنات الدقيقة المحبة للملوحة
by Ahmed Mohamed Ali Mohamed ; Supervisors Prof. Dr. Tahany Mohamed Abd El-Rahman, Dr. Mohamed Gamal Farahat.
- 157 pages : illustrations ; 25 cm. + CD.
Thesis (Ph.D)-Cairo University, 2025.
Bibliography: pages 94-157.
Halophilic bacteria are promising reservoirs for halotolerant enzymes that have gained much attention in biotechnological applications due to their remarkable activity and stability. In this study, 62 halophilic bacterial strains isolated from a solar saltern were screened for the production of various extracellular enzymes. The results revealed that 31 strains (50 %) were positive for amylase production while 26 strains (41.9 %) were positive for protease. Further, 22 strains (35.48 %) exhibited β-glucosidase activity and only 17 (27.41 %) demonstrated lipase activity. Of the investigated halophiles, ten strains growing in the presence of ≥15% NaCl (w/v) were selected and identified based on their 16S rRNA gene sequences as Halomonas meridiana, Salinivibrio costicola, Virgibacillus oceani, Virgibacillus marismortui, Marinobacter lipolyticus, Halobacillus karajensis, Salicola salis, Pseudoalteromonas shioyasakiensis, Salinicoccus amylolyticus,and Paracoccus salipaludis. Furthermore, lipase from H. meridiana was purified to homogeneity by ion exchange and gel permeation chromatography yielding a single band of 55 kDa on SDS-PAGE and the purified enzyme was immobilized on magnetite nanoparticles. The immobilized lipase exhibited significant activity and stability compared to free one. Furthermore, immobilized lipase showed remarkable reusability and recyclability which retained 88% of its initial activity after 15 cycles of repeated use. Therefore, the present study highlights the diversity of the culturable halophilic bacteria harboring various valuable halotolerant enzymes with emphasis on the immobilized lipase from H. meridiana as a promising candidate for biotechnological applications. تعد البكتيريا المحبة للملوحة بمثابة خزانات واعدة للإنزيمات المتحملة للملوحة العالية والتي اكتسبت الكثير من الاهتمام في تطبيقات التكنولوجيا الحيوية بسبب نشاطها العالى واستقرارها. تم في هذه الدراسة، فحص 62 سلالة بكتيرية محبة للملوحة معزولة من الملاحة الشمسيةلإنتاج إنزيمات مختلفة خارج خلوية. أظهرت النتائج أن 31 سلالة بنسبة (50%) كانت موجبة لإنتاجانزيم الأميليز بينما 26 سلالة بنسبة (41.9%) كانت موجبة لإنتاج الأنزيم المحلل للبروتين. علاوة على ذلك، أظهرت 22 سلالة بنسبة (35.48%) نشاط لانزيم بيتا جلوكوزيداز و17 سلالة فقط بنسبة (27.41%) أظهرت نشاط لانزيم الليباز. من بين الكائنات المحبة للملوحة التي تم فحصها، تم اختيار عشر سلالات تنمو في تركيز ≥15% من كلوريد الصوديوم (وزن/حجم) وتم تحديدها بناءً على تسلسل جينات ال (16S rRNA) الخاصة بها وكانت هالوموناس ميريديانا، سالينيبريو كوستيكولا، فيرجيباسيلوس أوقيانوي، فيرجيباكيللوس مارسمورتوي، مارينوباكتر ليبوليتيكوس، هالوباسيلوس كاراجينسيس ، الساليكولا ساليس، سيدوالتيروموناس شيواساكينسيس، سالينوكوكس اميلوليتيكس و باراكوكس سالباليودس. لذلك، تسلط الدراسة الحالية الضوء على تنوع البكتيريا المحبة للملوحة القابلة للزراعةوالمعزولة من الملح الشمسي للبحر الأبيض المتوسط، والتي تحتوي على العديد من الإنزيمات القيمة المتحملة للملوحة العالية. تم اختيار الليباز من هالوموناس ميريديانا وتنقيته باستخدام تشبع كبريتات الأمونيوم80%، يليه استخدام تنقية البروتين التلقائي (نظام تنقية البروتين النقي AKTA). أظهرت الاجزاء رقم: 24 و 25 و 26 نتيجة إيجابية لنشاط الليباز ونطاق واحد قدره 55 كيلو دالتون على SDS-PAGE. بعد ذلك تم تصنيع جزيئات النانوية المغناطيسية لتثبيت الليباز، ونتيجة لذلك أظهر الليباز المثبت تحملا كبيرًا مع زيادة درجة الحرارة ودرجة الحموضة مقارنة بالليباز الحر الغير مثبت. علاوة على ذلك، أظهر الليباز المثبت قابلية إعادة الاستخدام وإعادة التدوير بشكل ملحوظ حيث احتفظ بـ 88% من نشاطه الأولي بعد 15 دورة من الاستخدام المتكرر وأيضًا سهولة فصله مغناطيسيًا عن خليط التفاعل.لذلك، تسلط الدراسة الحالية الضوء على تنوع البكتيريا المحبة للملوحة القابلة للزراعة والتى تحتوى على العديد من الانزيمات القيمة المتحملة للملوحة العالية مع التركيز على انزيم الليباز المثبت من البكتيريا هالوموناس ميريديانا كمرشح واعد لتطبيقات التكنولوجيا الحيوية.
Text in English and abstract in Arabic & English.
Microbiology ميكروبيولوجى
Isolation Identification Halophilic Bacteria Solar Salterns Hydrolytic Enzymes Halomonasmeridian Lipase Immobilization Magnetic Nanoparticles