海洋細菌分離株から生成された細胞外L-グルタミナーゼの生産、最適化、精製、特性評価、および抗癌用途

細菌源からのL-グルタミナーゼは、がん療法、食品産業、スレオニンのような高価値化学物質における効果的かつ経済的な薬剤であることが証明されています。本研究では、新しく分離された細菌株が潜在的に細胞外L-グルタミナーゼを産生していたため、16S rRNA遺伝子を使用して亜ティリスOHEM11（MK389501）と同定されていました。L-グルタミナーゼ生産が最適化され、水没した発酵下での生産の最適な因子は、それぞれ炭素と窒素源としてラムノースとグルタミンを使用して28時間後にpH 6.5-7.0および35°Cでしたが、バガスは生産産生の固体発酵に最適な誘導体でした。QFFを使用したエタノール沈殿とイオン交換クロマトグラフィーが精製ステップです。L-グルタミナーゼは、特定の活性89.78 U/mgで2倍に精製し、酵素のアルカリ特性を持つ約54.8 kDaの分子量は、発がん性の特性を持つことが明らかになりました。pH 8.2および40°Cでの最大酵素活性は、1時間約90％の活性を保持しました。L-グルタミナーゼの細胞毒性効果は、NFS-60、HEPG-2、およびMCF-7癌細胞株に対して高い抗がん活性を持つVero細胞に有意な安全性を示しています。結果は、L-グルタミナーゼが医薬品や食品加工などの多くのバイオテクノロジーアプリケーションに適用できることを実証しました。

L-glutaminase from bacterial sources has been proven to be effective and economical agents in cancer therapy, food industry and high-value chemicals like threonine. In the present study, a newly isolated bacterial strain was potentially producing extracellular L-glutaminase, it identified as Bacillus subtilis OHEM11 (MK389501) using the 16S rRNA gene. L-glutaminase production optimized and the optimum factors for production under submerged fermentation were at pH 6.5-7.0 and 35 °C after 28 hr using rhamnose and glutamine as carbon and nitrogen sources, respectively, while bagasse was the best inducer for the production under solid-state fermentation. Ethanol precipitation and ion-exchange chromatography using QFF are the purification steps. L-glutaminase was purified to 2-fold with specific activity 89.78 U/mg and its molecular weight about 54.8 kDa with the alkaline property of the enzyme makes it clear having carcinostatic property; maximum enzyme activity at pH 8.2 and 40 °C and retained about 90% activity for 1 hr. The cytotoxicity effect of L-glutaminase indicated a significant safety on Vero cells with high anticancer activity against NFS-60, HepG-2, and MCF-7 cancer cell lines. The outcomes demonstrated that L-glutaminase could be applied in many biotechnological applications such as pharmaceutical and food processing.