تولید ویتامین 12B غیرنشان‌دار و نشان‌دار توسط باکتری استرپتومایسس گریزئوس

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 آزمایشگاه بیوتکنولوژی هسته‌ای، پژوهشکده علوم هسته‌ای، پژوهشگاه علوم و فنون هسته‌ای، صندوق پستی: 3486-11365، تهران- ایران

2 گروه میکروبیولوژی، دانشکده علوم، دانشگاه الزهرا، تهران- ایران

3 آزمایشگاه شیمی و محیط زیست، پژوهشکده علوم هسته‌ای، پژوهشگاه علوم و فنون هسته‌ای، صندوق پستی: 3486-11365، تهران- ایران

چکیده

در این کار تحقیقاتی، تولید ویتامین 12B نشان‌دار با استفاده از گونه‌ای از اکتینومیست در یک محیط کشت جدید به روش تخمیر ناپیوسته مورد بررسی قرار گرفته است. پس از تولید و آزادسازی ویتامین 12Bاز سلول‌های میکروبی، محلول حاوی ترکیبات کوبالامین روی ستونی از رزین XAD-4 تثبیت شده و ستون توسط محلول‌های مختلف شسته شد. مقدار ویتامین 12B موجود در محلول خروجی از ستون، به روش کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا اندازه‌گیری شد و جهت تأیید وجود ترکیبات کوبالامین در نمونه‌ها، از روش کروماتوگرافی لایه‌ی نازک استفاده گردید. نتایج نشان داد که میزان تولید ویتامین 12B توسط این میکروارگانیسم 1456 میکروگرم در لیتر است. اتانول و استون، به عنوان بهترین محلول‌های شستشوی ستون برای جداسازی ویتامین 12B تعیین شدند. اندازه‌گیری‌های کروماتوگرافی لایه‌ی نازک نشان داد که مقادیر Rf سیانوکوبالامین و متیل کوبالامین تولید شده توسط باکتری با مقادیر استاندارد مطابقت می‌کنند. فعالیت ویژه‌ی 12B نشان‌دار، پس از انجام مراحل واجذب آن با استفاده از عوامل مختلف استن، الکل خالص، الکل 25% و آب، به ترتیب، برابر با 8.55 ، 6.90 ، 0.79 و 5.75  بکرل در میلی‌لیتر اندازه‌گیری شد. در نهایت، محلولی از 12B نشان‌دار با فعالیت ویژه‌ی 21.99 بکرل در میلی‌لیتر به دست آمد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Production of Vitamin B12 and Labeled Vitamin B12 by Streptomyces griseus

نویسندگان [English]

  • M Mazaheri Tehrani 1
  • S Ghorbanzadeh Mashkani 1
  • P Tajer Mohammad Ghazvini 2
  • A Nazari 1
  • F Aflaki 3
چکیده [English]

In this study, the production of labeled vitamin B12 with one strain of actinomycet in a novel synthetic medium by batch fermentation method was investigated. After releasing vitamin B12 from microbial cells, the solution containing cobalamin analogues was fixed on amberlite XAD-4 exchanger and eluted by various solutions. Vitamin B12 in the collected fractions were measured by HPLC method and also in order to confirm the existence of cobalamin compounds in the samples, TLC technique was used. In the optimal conditions, production of vitamin B12 by this microorganism was 1456µg/l. The best recoveries of vitamin B12 from the column were obtained when the column was eluted by ethanol followed by acetone. The Rf values for cyanocobalamin and methylcobalamin, produced by this microorganism were the same as the standard values of Rf. The desorption of labeled vitamine B12 was carried out by different eluants, including acetone, ethanol (absolute), ethanol 25% and deionized water. The activity of labeled vitamin B12 was 8.55, 6.90, 0.79, 5.75 Bq/ml, respectively. Therefore, the total specific activity of 21.99Bq/ml was obtained for labeled vitamin B12.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Microbial Fermentation
  • Strptomyces griseus
  • Labeled Vitamin B12
  • Cobalt-57
  • Vitamin B12
  • Gamma Spectroscopy
  1. 1.    E. Raux, H.L. Schubert, M.J. Warren, “Biosynthesis of cobalamin(vitamin B12): a bacterial conundrum,” Cell. Mol. Life Sci. 57, 1880-1893 (2000).

 

  1. 2.    E.J. Vandamme, “Biotechnology of vitamins, pigments and growth factor,” springer, 257-285 (1989).

 

  1. 3.    Y. Piao, M. Yamashita, N. Kawaraichi, R. Asegawa, H. Ono, Y. Murooka, “Production of vitamin B12 in genetically engineered Propionibacterium freudenreichii,” J. Biosci. Bioengin., Vol. 98, No. 3, 167-173 (2004).

 

  1. 4.    J.H. Martens, H. Barg, M.J. Warren, “Microbial production of vitamin B12,” Appl. Microbiol. Biotechnol, Vol. 58, No. 3, 275 (2001).

 

  1. 5.    H.L. Bijil, “Production and use of compositions comprising high concentrations of vitamin B12 activity,” U.S. patent, 6, 187-761, February 13 (2001).

 

  1. 6.    E.H. Belcher, “Radioisotope in Medical diagnosis,” Elsiver Press, 412-436 (1971).

 

  1. 7.    D.A. Collins, H.P. Hogenkamp, “Radionuclide labeling of vitamin B12 and coenzymes thereof,” U.S. patent, 5, 739-313 (1998).

 

  1. 8.    I. Kojima, K. Komiya, H. Sato, Y. Oguchi, “Process for producing vitamin B12 by the fermentation technique and vitamin B12- producing microorganism,” U.S. patent, 4, 544-633 (1985).

 

  1. 9.    F. Watanabe, S. Takenaka, H. Katsura, E. Miyamoto, K. Abe, Y. Tamura, T. Nakatsuka, Y. Nakano, “Characterization of a vitamin B12 compound in the edible purple laver porphyra yezoensis,” Biosci. Biotechnol. Biochem. Vol. 64, No. 12, 2712-2715 (2000).
  2. 10.              S. Takenaka, et al, “Occurrence of coenzyme forms of vitamin B12 in a cultured purple laver (porphyra yezoensis),” Biosci. Biotechnol. Biochem. Vol. 67, No. 11, 2480-2482 (2003).

 

  1. 11.              H.M. Atta, “Production of vitamin B12 by Streptomyces fulvissimus,” Egyptian J. Biomed. Sci. Vol. 23, 328 (2007).

 

  1. 12.              L. Chaiet, C. Rosenblum, T.C. Woodbury, “Biosynthesis of radioactive vitamin B12 containing Cobalt60,” Sci.Vol. 111, 601 (1950).

 

  1. 13.              J. Charlton, A.L. Hamilton, “Vitamin B12 cobalt-57 and process,” U.S. patent, 4, 133-951 (1979).

 

  1. 14.              E.L. Smith, D.J.D. Hockenhull, A.R.J. Quilter, “Biosynthesis of vitamin B12 labelled with 60Co and 32P,” Biochem. J. 52(3), 384–387 (1952).

 

  1. 15.              P.K. Maitra, S.C. ROY, “Trace elements and the synthesis of vitamin B12 by Streptomyces olivaceus,” Biochem. J. 57-483 (1960).

 

  1. 16.              H.H. Hall, R.G. Benedict, C.F. Wiesen, C.E. Smith, R.W. Jackson, “Studies on vitamin B12 production with Streptomyces olivaceus,” Appl. Microbiol. 1(3): 124-9 (1953­).

 

  1. 17.              R. Qgultekin, M. Oner, “Production of vitamin B12 by fermentation,” Mikrobiyol Bul, 19(4), 200-9 (1985).

 

  1. 18.              M.D. Rockville, U.S. Phamacopeia/NF, Vol. 28-529 (2005).