การทำงานร่วมกันของกลุ่มเอนไซม์สลายไซแลนจาก Streptomyces spp. PC22 และ CH7

Abstract

งานวิจัยนี้ศึกษาการทำงานร่วมกันของเอนไซม์ในกลุ่มย่อยสลายไซแลนในการย่อยไซแลนจากเปลือกข้าวโอ๊ต ไม้เบิร์ช และไม้บีช และวัสดุทางการเกษตร เอนไซม์ดังกล่าวได้แก่ ไซแลเนส II แอลฟา-แอล-อะราบิโนฟิวราโนสิเดส และแอซีติลเอสเทอเรสจาก Streptomyces sp. PC22 ซึ่งผ่านการทำให้บริสุทธิ์แล้ว และบีตา-ไซโลสิเดสจาก Streptomyces sp. CH7 โดยบ่มปฏิกิริยาที่ 60 องศาเซลเซียส และค่าความเป็นกรดด่าง 6.0 ซึ่งเป็นภาวะเหมาะสมที่สุดสำหรับการทำงานร่วมกันของทุกเอนไซม์ พบว่าเมื่อใช้สับสเตรตเข้มข้น 10 มิลลิกรัมต่อมิลลิลิตร ที่ความเข้มข้นของแต่ละเอนไซม์ที่ 0.5 หน่วยต่อมิลลิลิตรของสารผสมปฏิกิริยา และบ่มเป็นเวลา 24 ชั่วโมง สามารถย่อยสลายไซแลนจากเปลือกข้าวโอ๊ต ไม้เบิร์ช และไม้บีช ให้น้ำตาลรีดิวซ์เพิ่มขึ้น 1.24 1.26 และ 1.23 เท่า ตามลำดับ เมื่อเทียบกับผลรวมของปริมาณน้ำตาลรีดิวซ์ที่ได้จากปฏิกิริยาที่ใช้เอนไซม์เดี่ยว ส่วนชนิดของวัสดุทางการเกษตรที่ถูกย่อยอย่างมีประสิทธิภาพโดยให้น้ำตาลรีดิวซ์สูงได้แก่ เปลือกข้าวโพดและซังข้าวโพด ซึ่งให้น้ำตาลรีดิวซ์เพิ่มขึ้น 1.21 และ 1.31 เท่า ตามลำดับ ผลการทดลองดังกล่าวแสดงว่าเอนไซม์เหล่านี้ส่งเสริมการทำงานซึ่งกันและกัน (synergistic action) นอกจากนี้ยังได้ศึกษาลำดับการทำงานของเอนไซม์ผสมกลุ่มย่อยสายหลักคือ ไซแลเนส II และบีตา-ไซโลสิเดส กับเอนไซม์ผสมกลุ่มย่อยสายกิ่งคือ แอลฟา-แอล-อะราบิโนฟิวราโนสิเดสและแอซีติลเอสเทอเรส พบว่าทุกสับสเตรตที่ใช้ให้ข้อมูลสอดคล้องกันคือ การย่อยแบบเติมเอนไซม์เป็นลำดับ (sequential) ให้ประสิทธิภาพสูงกว่าการย่อยแบบมีเอนไซม์ทุกชนิดอยู่ร่วมกันในขั้นตอนเดียวกัน (simultaneous) และยังพบว่าปฏิกิริยาที่ให้ประสิทธิภาพสูงสุดคือ ปฏิกิริยาที่กำหนดให้เอนไซม์ผสมกลุ่มย่อยสายกิ่งทำงานในขั้นตอนแรก โดยสามารถย่อยสลายไซแลนทุกชนิดได้สูงกว่า 50 เปอร์เซ็นต์ (น้ำหนัก/น้ำหนัก) และย่อยสลายไซแลนจากเปลือกข้าวโพดและซังข้าวโพดได้เกือบ 50 เปอร์เซ็นต์ (น้ำหนัก/น้ำหนัก) เมื่อเทียบกับปริมาณไซแลนในสับสเตรต