تازه ها در میکروب شناسی دامپزشکی

تازه ها در میکروب شناسی دامپزشکی

بررسی دو روش کروماتوگرافی تلفیقی و کروماتوگرافی افینیتی برای خالص‌سازی آلفا توکسین باکتری کلستریدیوم پرفرژنس تیپ A

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 گروه شیمی، واحد مشهد، دانشگاه آزاد اسلامی، مشهد، ایران
2 گروه شیمی، واحد مشهد، دانشگاه آزاد اسلامی، مشهد، ایران. و مؤسسه تحقیقات واکسن وسرم‌سازی رازی، شعبه شمال شرق، مشهد، ایران
چکیده
آلفا توکسین یا فسفولیپاز C  (PLC ) توسط باکتری کلستردیوم پرفژنس تولید می‌گردد و خواص کشنده درمونوکرتیک را دارا می‌باشد. تمامی سویه‌های کلستردیوم قادر به تولید این توکسین می‌باشند که در توسعه میونکروز کلستریدی نقش بسزایی را ایفا می‌کنند. آلفا توکسین باعث بروز علائم در انسان و دام می‌گردد و تأثیرات کشنده بر سیستم روده‌ای را نشان می‌دهد. در این تحقیق سعی بر آن خواهیم داشت که روش‌های متفاوت خالص‌سازی و استخراج آلفا توکسین کلستردیوم پرفژنس تیپ A را با هم مقایسه نماییم. روش اول شامل خالص‌سازی آلفا توکسین با استفاده از تکنیک‌های ترکیبی کروماتوگرافی شامل رسوب‌دهی سولفات آمونیوم، کروماتوگرافی تبادل یون با استفاده از DEAE- Sephadex در مقادیر 7 و 9 pH  و کروماتوگرافی ژل فیلتراسیون با استفاده از Sephadex G-100 بود، روش دوم مبتنی بر استفاده از کروماتوگرافی افینیتی اجرا گردید. درجه خلوص توکسین آلفا در هر مرحله از فرآیند خالص‌سازی با استفاده از SDS-PAGE ارزیابی گردید .با بررسی نتایج حاصل از دو روش فوق نتایج زیر حاصل گردید. بازدهی روش اول 88 درصد و بازده روش دوم 7/91درصد بود. مقادیر فعالیت ویژه برای روش اول و دوم به‌ترتیب   U/mg 69170 و U/mg 71/105 محاسبه گردید. نتایج  نشان داد که از روش کروماتوگرافی افینیتی می‌توان برای خالص‌سازی آلفا توکسین تولیدشده از کلستریدیوم پرفرنژنس تیپ A با خلوص بالا و نسبت فعالیت به مقدار پروتئین (HU/mg) 108700 استفاده گردد.
کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله English

Comparative analysis between compound chromatography and affinity chromatography for the purification of Alpha toxin C.perfringense type A

نویسندگان English

Zahra Heshmati 1
Mohsen Fathi Njafi 2
Gholam hossein Ronaghi 1
Mahmood Ebrahimi 1
1 Department of Chemistry, Mashhad Branch, Islamic Azad University, Mashhad, Iran
2 Department of Chemistry, Mashhad Branch, Islamic Azad University, Mashhad, Iran. And Education and Extension Organization (AREEO), Agricultural Research, Razi Vaccine and Serum Research Institute, Mashhad Branch, Mashhad, Iran
چکیده English

Alpha toxin, sometimes referred to as phospholipase C (PLC), is a significant toxin generated by C. perfringens that possesses both deadly and dermonecrotic properties. All strains (A, B, C, D, E) of C. perfringens generate varying quantities of this toxin, which is recognized as a key various  factor in the development of clostridial myonecrosis.Alpha-toxin is known to significantly influence several human and animal disorders, exhibiting deleterious impacts, specifically on the intestinal system. The primary objective of this research was to conduct a comparative analysis of two distinct purification techniques in order to extract alpha-toxin from C. perfringens type A. The first approach involved the alpha-toxin purification through a series of techniques, including ammonium sulfate precipitation, ion-exchange chromatography using DEAE Sephadex at pH values of 7 and 9, and gel filtration chromatography using Sephadex G-100, while the second approach was implemented using the affinity chromatography. The degree of purity of alpha-toxin was assessed at each stage of the purification process by the utilization of SDS-PAGE.The protein content and hemolysis activity were also quantified at each purification step. Based on the obtained findings, examining these two approaches revealed that the first method yielded a percentage of 88, while the second method yielded percentage of 91.7. The specific activity values obtained from the calculations for the first and second methods were 69170 U/mg and 105.71 U/mg, respectively. Our research shows that affinity chromatography can produce a highly pure alpha toxin with a specific activity of 108700 (HU/mg), produced by Clostridium perfringens type A.

کلیدواژه‌ها English

Alpha-toxin
Clostridium perfringens type A
Enzymatic activity
Affinity chromatography
column chromatogr
1- Rood JI, Cole ST. Molecular genetics and pathogenesis of Clostridium perfringens. Microbiol Rev. 1991; 55(4): 621-48.
2- Niilo L. Clostridium perfringens in animal disease: a review of current knowledge. Can Vet J. 1980; 21(5): 141.
3- Cavalcanti MTH, Porto T, Porto ALF, Brandi IV, Lima Filho JLd, Pessoa Junior A. Purificação de toxinas produzidas por Clostridium perfringens: uma revisão. Rev Farm Bioquim Univ Sao Paulo. 2004; 40(2): 151-64.
4- Xiong N, Yu R, Chen T, Xue Y-P, Liu Z-Q, Zheng Y-GJJoCB. Separation and purification of l- methionine from E. coli fermentation broth by macroporous resin chromatography. 2019; 1110: 108-15.
5- Coskun OJNcoI. Separation techniques: Chromatography. 2016; 156 (2): 3.
6- Gagnon PJJocA. Technology trends in antibody purification. 2012; 1221: 57-70.
7- Raine J, Clay JW. Testamenta eboracensia: A selection of wills from the registry at York: The Society. 1884.
8- Uzal F, Vidal J, McClane B, Gurjar A. Clostridium perfringens toxins involved in mammalian veterinary diseases. The open toxinology journal. 2010; 2: 24.
9- Cavalcanti MTH, Porto T, Porto ALF, Brandi IV, Lima Filho JLd, Pessoa Junior A. Large scale purification of Clostridium perfringens toxins: a review. Revista Brasileira de Ciências Farmacêuticas. 2004. 40(2): 151-64.
10- Titball RW. Clostridium perfringens vaccines. Vaccine. 2009; 27: D44-D7.
11- Zayerzadeh E, Fardipour A, Jabbari ARJJoMB. A new purification method for Beta-toxin of Clostridium perfringens type C Vaccinal strain. 2014; 3(3-4): 8-13. [In Persian]
12- Najafi MF. Purification of epsilon-toxin from vaccinal strain of Clostridium perfringens type D. 2012. [In Persian]
13- Johnson E, Tepp W, Lin G. Purification, characterization, and use of Clostridium botulinum neurotoxin BoNT/A3. Google Patents; 2016.
14- Sayadmanesh A, Ebrahimi F, Hajizade A, Rostamian M, Keshavarz HJIBJ. Expression and purification of neurotoxin-associated protein HA-33/A from Clostridium botulinum and evaluation of its antigenicity. 2013; 17(4): 165. [In Persian]
15- Fathi Najafi M, Hemmati M, Jabbari AR, Mehrvarz M, Aghaipour K. Purification and characterization of alpha-toxin from vaccinal strain of Clostridium novyi. 2011.
16- Odendaal M. Purification of the alpha toxin of Clostridium perfringens type A by ultrafiltration and gel chromatography. 1987.
17- Möllby R, Holme T, Nord C-E, Smyth C, Wadström TJM. Production of phospholipase C (alpha-toxin), haemolysins and lethal toxins by Clostridium perfringens types A to D. 1976; 96(1): 137-44.
18- Logan A, Williamson E, Titball R, Percival D, Shuttleworth A, Conlan J, et al. Epitope mapping of the alpha-toxin of Clostridium perfringens. 1991; 59(12): 4338-42
دوره 7، شماره 2
پائیز و زمستان
اسفند 1403
صفحه 53-62

  • تاریخ دریافت 08 اسفند 1402
  • تاریخ بازنگری 10 فروردین 1403
  • تاریخ پذیرش 20 خرداد 1403