BIỂU HIỆN GEN VÀ THU NHẬN ENZYME MALTOGENIC AMYLASE TÁI TỔ HỢP TỪ ESCHERICHIA COLI BL21 (DE3) CHO ỨNG DỤNG TRONG CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM

Nguyễn Thị Phương Thảo, Nguyễn Thị Thu Hiền; Vũ Kim Thoa, Nguyễn Thị Ngọc Anh; Nguyễn Thành Chung

doi:10.59266/houjs.2025.851

Authors

Nguyễn Thị Phương Thảo, Nguyễn Thị Thu Hiền
Vũ Kim Thoa, Nguyễn Thị Ngọc Anh
Nguyễn Thành Chung

DOI:

https://doi.org/10.59266/houjs.2025.851

Keywords:

biểu hiện gen, maltogenic amylase, enzyme tái tổ hợp

Abstract

Công nghệ DNA tái tổ hợp có nhiều ứng dụng quan trọng trong ngành công nghiệp thực phẩm, đặc biệt là trong sản xuất enzyme. Enzyme maltogenic amylase ứng dụng trong sản xuất maltose, cải thiện chất lượng bánh mì và xử lý tinh bột. Gen MT được xác định trình tự từ GenBank, mã hóa cho enzyme maltogenic amylase. Tách dòng gen MT từ chủng vi khuẩn probiotic Bacillus subtilis MHN21, chèn vào vector biểu hiện và biểu hiện trên chủng vi khuẩn Escherichia coli BL21 (DE3). Kết quả khảo sát các thông số trong quá trình biểu hiện gen cho thấy ở nhiệt độ 37^oC, nồng độ chất cảm ứng IPTG (isopropyl β-D-1-thiogalactopyranoside) 1,5 mM, thời gian biểu hiện 4 giờ là điều kiện tối ưu cho sự biểu hiện enzyme. Đánh giá hoạt tính enzyme thô cho thấy enzyme thu được có hoạt độ 103,25 U/mg ở 55^oC, pH=7. Quy trình biểu hiện gen và thu nhận enzyme maltogenic amylase tái tổ hợp có tính khả thi và mở ra tiềm năng ứng dụng trong công nghiệp thực phẩm.

References

[1]. Amigo, J. M., Olmo, A. D., Engelsen, M. M., Lundkvist, H., & Engelsen, S. B. (2021). Staling of white wheat bread crumb and effect of maltogenic α-amylases. Part 3: Spatial evolution of bread staling with time by near infrared hyperspectral imaging. Food Chem, 353, 129478.http://doi.org/10.1016/j. foodchem.2021.129478.

[2]. Baek, J.-S., Kim, Y.-W., Cha, H.-J., Kim, Y. R.., Moon, T. W., Park, K. H., Kim, T. J., Kim, J. W., & Lee, S. J. (2003). Role of dipeptide at extra sugar-binding space of Thermus maltogenic amylase in transglycosylation activity. Journal of microbiology and biotechnology, 13(6), 969-975.

[3]. Ferdous, S., Dopp, J. L., & Reuel, N. F. (2021). Optimization of E. Coli Tip- Sonication for High-Yield Cell-Free Extract using Finite Element Modeling. AIChE J, 67(10).http://doi.org/10.1002/ aic.17389.

[4]. Goesaert, H., Slade, L., Levine, H., & Delcour, J. A. (2009). Amylases and bread firming - an integrated view. Journal of Cereal Science, 50(3), 345-352.http://doi.org/https://doi. org/10.1016/j.jcs.2009.04.010.

[5]. Harley, J. P., & Prescott, L. M. (2002). Laboratory Exercises in Microbiology. 5th Edition, The McGraw-Hill Companies.

[6]. Lin, W., Zhang, D., Huang, J., Lei, Y., Su, X., Huang, W., & Wu, M. (2024). Expression and characterization of a maltogenic amylase from Lactobacillus plantarum in Escherichia coli and its application in extending bread shelf life. Systems Microbiology and Biomanufacturing, 4(1), 318-327. http://doi.org/10.1007/s43393-022- 00155-y.

[7]. Liu, P., Ma, L., Duan, W., Gao, W., Fang, Y., Guo, L., Yuan, C., Wu, Z., & Cui, B. (2023). Maltogenic amylase: Its structure, molecular modification, and effects on starch and starch- based products. Carbohydr Polym, 319, 121183.http://doi.org/10.1016/j. carbpol.2023.121183.

[8]. Raveendran, S., Parameswaran, B., Ummalyma, S. B., Abraham, A., Mathew, A. K., Madhavan, A., Rebello, S., & Pandey, A. (2018). Applications of Microbial Enzymes in Food Industry. Food Technol Biotechnol, 56(1), 16-30.http://doi.org/10.17113/ ftb.56.01.18.5491.

[9]. Sulong, M. R., Leow, T. C., Abd Rahman, R. N. Z. R., Basri, M., & Salleh, A. B. (2017). Characteristics of recombinant maltogenic amylase from Geobacillus sp. SK70. Indian Journal of Biotechnology, 16, 91-99.

[10]. Nguyễn, T. P. T., Nguyễn, T. N. A., Vũ, K. T., & Tạ, T. T. T. (2024). Đánh giá tiềm năng sản xuất chế phẩm probiotic của chủng Bacillus subtilis MHN21 trong chăn nuôi gà. TNU Journal of Science and Technology, 229(01), 376- 383.

[11]. Wright, M. H., Adelskov, J., & Greene, A. C. (2017). Bacterial DNA Extraction Using Individual Enzymes and Phenol/ Chloroform Separation. J Microbiol Biol Educ, 18(2).http://doi.org/10.1128/ jmbe.v18i2.1348.

[12]. Zhai, Y., Li, X., Bai, Y., Jin, Z., & Svensson, B. (2022). Maltogenic α-amylase hydrolysis of wheat starch granules: Mechanism and relation to starch retrogradation. Food Hydrocolloids, 124, 107256.http:// doi.org/https://doi.org/10.1016/j. foodhyd.2021.107256.