تولید و خالص سازی شکل نوترکیب آنزیم گلوکزیل ترانفراز به منظور تبدیل آنزیمی ربادیوساید )Aقند غالب استویا همراه با طعم تلخی) به ربادیوساید M (قند بسیار نادر استویا بدون تلخی)
محور پژوهش
کشاورزی، فناوری زیستی و صنایع غذایی
پژوهشکده/دانشکده
کشاورزی
حوزه پژوهش
بیوتکنولوژی کشاورزی
عنوان
تولید و خالص سازی شکل نوترکیب آنزیم گلوکوزیل ترانسفراز به منظور تبدیل آنزیمی ربادیوساید )Aقند غالب استویا همراه با طعم تلخی) به ربادیوساید M (قند بسیار نادر استویا بدون تلخی)
هدف از اجرای پژوهش، کاربردها، مزیت‌ها و ضرورت انجام پروژه
: آنزیم گلوکوزیل ترانسفراز با انتقال گلوکز از UDP-Glucose تبدیل ربادیوساید A به ربادیوساید M را کاتالیز می کند. این آنزیم به مقدار ناچیز در گیاهان وجود دارد. بنابراین در این تحقیق هدف تولید شکل نوترکیب این آنزیم با انتقال ژن کد کننده این آنزیم از یک منبع گیاهی مانند استویا به باکتری E. coli می باشد. بدین ترتیب یک سویه تراریخته با قابلیت تولید آنزیم گلوکوزیل ترانسفراز تولید خواهد شدکه پس از خالص سازی می توان به بررسی کارایی آن در تبدیل ربادیوساید A به ربادیوساید Mپرداخت. گزارش و شرح زیرساخت‌ها، فعالیت‌ها، و دستاوردها استویا (Stevia rebaudiana) گیاهی علفی‌است که با برگ‌های بسیار شیرین خود شناخته‌ می‌شود. این گیاه که به طور طبیعی در کشور‌های آمریکای جنوبی نظیر برزیل و پاراگوئه یافت می‌شود، به عنوان گیاهی دارویی در طب سنتی استفاده می‌شود. با توجه به اینکه این گیاه دارای عوامل شیرین‌کننده‌ی بدون کالری است، به سرعت در جهان مورد توجه قرار گرفت. در سال 2015 بازار این شیرین کننده عددی معادل 8.11 میلیارد دلار تخمین زده‌شد. عوامل شیرینی مختلفی در استویا، نقش شیرین بودن را به عهده ‌دارند که به طور کلی به آن‌ها استویول یا گلیکوزیدهای استویول نام داده اند. ترکیبات مختلف استویا یا گلیکوزیدهای استویول، 100 تا 300 برابر شیرین‌تر از ساکارز هستند. از آنجایی که تمایل عموم مردم به سمت مصرف ترکیبات رژیمی و با کالری کمتر رفته ‌است، استفاده از استویا و مواد مؤثره‌‌ی آن، به سرعت در جهان رو به فزونی‌است. شرکت‌هایی مانند کوکاکولا، پپسی،... از عصاره‌ی استویا درمحصولات رژیمی خود بهره ‌می‌برند. انواع متنوعی از گلیکوزیدهای استویول یا ربادیوسایدها در برگ گیاه استویا وجود دارند. بر اساس مطالعات قبلی مقدار ربادیوسایدA فرم غالب ربودیوساید در گیاه استویا است. اگر چه فرم A 250 تا 300 برابر از قند ساکارز شیرین تر است اما به دلیل وجود طعم تلخی همراه با آن استفاده از آن با محدودیت هایی روبرو می باشد. بر خلاف این فرم ربادیوساید M که به مقدار بسیار ناچیزی در گیاه استویا وجود دارد طعم تلخی ندارد. بنابراین بسیاری از پژوهشگران به دنبال راهکار تبدیل آنزیمی ربادیوساید A به ربادیوساید M هستند. در گیاهان تبدیل ربودیوساید A به M توسط آنزیم گلوکوزیل ترانسفراز کاتالیز می شود. اهمیت انجام این طرح برای کشور: در کشور ما گلخانه‌های متعددی به پرورش گیاه استویا و فروش برگ آن مشغول هستند. همچنین یک واحد تولید ربادیوساید A با ظرفیت 400 تن شیرین‌کننده‌ی استویا در کشور فعال است. از این‌رو با در نظر گرفتن زیرساخت موجود و همچنین در نظر گرفتن هزینه‌های گزاف تولید سویه‌ی بهینه‌ی برای تخمیر و هزینه‌های بالای احداث یک واحد تخمیری در کشور، بهترین راه برای توسعه‌ی صنعت ربادیوساید حاصل از استویا، روش زیست‌ترادیسی با آنزیم‌های حاصل از زیست‌شناسی صناعی به نظر می‌رسد. در این روش همانطور که بالا اشاره شد، ربادیوساید A استخراج شده از گیاه استویا با آنزیم‌های گلیکوزیله کننده (تولید شده توسط ارگانیسم‌های مهندسی شده) به ربادیوساید M تبدیل می‌شود. ربادیوساید M مشکل تلخی ربادیوساید A را نداشته و همچنین شدت شیرینی آن نیز بیشتر است. مشتریان احتمالی پروژه: شرکت کامور در تمام محصولات خود از شیرین کننده های استویا از جمله استویوساید استفاده می کند. شرکت خوشگوار مشهد (کوکاکولا) شرکت کاله شرکت زمزم تولید کنندگان کیک و بیسکوییت، پولکی و قندهای رژیمی