Pamuk sapı ile phanerochaete chrysosporium ve funalia trogii'nin yarı katı fermentasyonu sonucu oluşan lakkaz,peroksidaz,ligninaz ve selülaz aktiviteleri

Iki Beyaz-çürüçül fungus Phanerochaete chrysosporium ME 446 ve Funalia trogii tarafından pamuk sapının yarı-katı fermentasyonu ile lignosellülozik yıkım ve lignolitik enzim aktiviteleri çalısılmıstır. Lignosellülozik kaynak olarak pamuk sapının kullanılmasının sebebi, ülkemizde oldukça önemli miktarda olusması ve lignin selüloz içeriginin tespit edilmesi ile kagıt üretim endüstrisinde kullanılabilirliginin arastırılmasıdır. Yapılan çalısmalarda, pamuk sapının %23±2 lignin ve %40±3 selüloz içerdigi tespit edilmistir. Yarı-Katı fermentasyon ile 20 günlük inkübasyon sonucu, P. chrysosporium %22 lignin ve %24 selüloz yıkımına, F. trogii ise %23 lignin, %27 selüloz yıkımına yol açmıstır. Inkübasyon periyodu esnasında P. chrysosporium ve F. trogii tarafından ekstrasellüler olarak stok bazal ortamına salgılanan lakkaz, peroksidaz, ligninaz, selülaz enzim aktiviteleri 20 gün süresince 48 saatte bir belirlenmistir. Ayrıca, kültür ortamına glukoz eklenerek veya çıkarılarılarak, glukozun fungal metobolizma ve lignolitik enzim aktiviteleri üzerine olan katobolik etkisi de arastırılmıstır. Glukoz içermeyen ortamlarda yapılan çalısmalar göstermistirki, özellikle lignin ve sellüloz gibi polimer moleküllerin yıkımı için, glukoz gibi basit yapılı bir moleküle ihtiyaç duyulmaktadır. Çünkü bu ortamlarda, kuru misel agırlıgı (KMA) ile baglantılı olarak yukarıda bahsedilen tüm enzim aktiviteleri glukoz içeren ortam ile karsılastırıldıgı zaman azalmıstır. Sonuçlarımız göstermistir ki, P. chrysosporium ve F. trogii’nin lignolitik sistemi fungal gelisimin sekonder metobolizması esnasında aktive edilmektedir.

Phanerochaete chrysosporium and funalia trogii for the degradation of cotton stalk and their laccase,peroxidase,ligninase and cellulase enzyme aktivities under semi solid state conditions

The potential of white rot fungi, namely Phanerochaete chrysosporium ME 446 and Funalia trogii for the degradation of lignocellulosics and their ligninolytic enzyme activities under semi-solid state conditions has been studied. In this study, cotton plant stalk which is an agrowaste, is used as lignocellulosics material. It’s very good source of fibrous raw material for the manufacture of pulp and paper industry, and also is available abundantly. In this study, proportion of lignin and cellulose is in cotton stalk 23±2 % and 40±3 % respectively. Degradation of lignin and cellulose by P. chrysosporium and F. trogii under semi-solid state were determined during the 20 days of incubation period.Growth of P. chrysosporium on the cotton stalks resulted in the degradation of 22% lignin and 24% cellulose and also growth of F. trogii on the cotton stalks resulted in the degradation of 23% lignin and 27% cellulose. During the incubation period all extracellular enzyme activities, laccase, peroxidase, cellulase, ligninase, in the stock basal medium were determined in 48 hr. time intervals Morever, culture medium supplemented with glucose to investigate catabolic effects of glucose on the fungal metobolism, and also on the ligninolytic enzyme activities. For the degradation of polimeric molecules, such as lignin and cellulose, structurally simple molecules, like glucose is required. Because all enzyme activities that is described above related with dried mycelium weight decreased when compared with medium that is supplemented with glucose. From thes results, we conclode that ligninolytic enzyme systems of P. chrysosporium and F. trogii were activated during the secondary metobolism of fungal growth

PDF

___

1. Gold, M., Alic, M., Molecular biology of the lignin-degrading Basidiomycete Phanerochaete chrysosporium,Microbiological Reviews,57:3,605-622,1993
2. Ünyayar, A., Biyoteknolojik bir yaklaşımla Beyaz-çürükçül funguslarda lignolitik enzim sistemi ve Absisik asit (ABA)arasında ilişkinin araştırılması, İnönü Ünv. Fen Bilimleri Enst. Doktora tezi. 1992
3. Pandey, S.N.,Shaikh, A.J., Production of various grades of paper from cotton stalk, Indian pulp and paper,40:14-18,1986
4. Rosenberg, S.L., Physiological studies of lignocellulose degradation by the Thermotolerant Mold Chrysosporiumprunosum, Symposium on the biological transformation of ligrocellulose, 12:133-142,1980
5. Ubdegraff, M.D., Semimicrodetermination of cellulose in biological materials, Analytical biochemistry,32:420-424,1969
6. Tien, M., Kirk, T.K., Lignin-degrading enzyme from Phanerochaete chrysosporium purification, charecterizationand catalistic properties of a unique H2O2-requiring oxygenase, Proc.Natl.aced.Sci.USA, 81:2280-2284,1984
7. Kirk, T.K., Croan, S., Tien, M., Production of multiple ligninase by P.chrysosporium:effect of selected growthcondition and use of a mutant strain. Enzyme Microb.Technol. 8:27-32,1986
8. Faison, B.D., Kirk, T.K., Factors involved in the regulation of a ligninase activity in P. chrysosporium. Appl. andEnviron.Microbiol.29:2,229-304,1985
9. Kirk, T.K., Tien, M., Johnsrud, S.C., Eriksson, K.E., Lignin degrading activity of P. chrysosporium Burds:Comparison of cellulase-negative and other strain. Enzyme Microb. Technol. 8:75-80,1986.
10. Fışkın, K., Ünyayar, A., Yeşilada, Ö., Beyaz-çürükçül fungusların lakkaz ve peroksidaz aktivitelerine bağlı lignindegradasyonu. Doğa Türk Biyoloji Dergisi, 13:3, 141-148,1989
11. Yeşilada, Ö., Ünyayar, A., Fışkın, K., Gözükara, E., Statik inkübasyon sırasında Beyaz-çürükçül fungusların lakkazve peroksidaz aktiviteleri. KÜKEM Dergisi, 12,2: 91-96,1989
12. Ünyayar, A., Fışkın, K., Lignin yıkımından sorumlu enzimlerden lakkaz, peroksidaz ve lignin peroksidaz’ın (BiodiskReaktörde) regülasyonunun araştırılması, Proje No:İ.Ü.A.F. 89-07,1992
13. Mandels, M., Kostick, J.,Parizel, R., The use of absorbed cellulose in the continous conversion of cellulose toglucose.Jour. polymer Sci. Part C,36:445-459,1971
14. Miller, G.L., Use of dinitrosalicilik acid reagent for determination of reducing sugar. Anal.Chem.31:426-428,195915. Reid, I.D., Chao, E.E., Dawson, P.P.S., Lignin degradation by P.chrysosporium in agitated cultures.Can.J.Microbiol. 31:88-90,1985
16. Musha, Y., Goring, D.A.I., Klason and acid-soluble lignin content of hardwoods. Wood Sci. 7:133-134,1974
17. Ünyayar, A., Bio-pulp üretiminde Beyaz-çürükçül fungusların kullanılması. Master Tezi.Hacettepe Ünv.Fen BilimleriEnst. Ankara,1988
18. Gök, S., Arpa ve buğday samanının sindiriminin artırılması üzerine araştırmalar. Doktora Tezi. Hacettepe Ünv.FenBilimleri Enst. Ankara,1985
19. Balasubramanya, R.H., Pai, Y.D., Shaikh, A.J., Khandeparkar, V.G., Biological softening of spent cotton-plantstalks for the preparation of pulp. Biological wastes,30:317-320,1989
20. Shaikk, A.J., Blending of cotton stalk pulp with bagasse pulp for paper making. Biological wasters,31:37-43,1990
21. Blanchette, R.A., Screening wood decayed by White-rot fungi for preferantial lignin degradation. App.Enviro.48:647-653,1984
22. Blanchette, R.A., Reid, I.D., Ultrastructural aspects of wood delignification by Phlebia(Merulius) tremellosus. App.Environ. Microbiol. 52:239-245,1986
23. Reid, I.D., Deschamp, A.M., Nutritional regulation of synthetic lignin (DHP) degradation by the selctive White-rotfungus Phleia (Merulius) tremellosa:effect of glucose and other cosubstates. Can. J.Bot. Vol:69,147-155,1991
24. Eriksson, K.E., Enzyme mechanism involved in cellulose hydrolysis by the rot fungus Sporotrichum pulverulentum.Biotech. and Bioeng., 20:317 332,1978
25. Ander, P., Eriksson, K.E., Degradation of lignin and lignin relater substance by Sporotrichum pulverulentum (P.chrysosporium) Lignin biodegradation. Microbiology chemistry and potential applications, T.K. Kirk, T. Higuchiand H.Chang (eds), CRC,Press Inc.Boca Raton, Florida,II,1,2,-14, 1981
26. Akhtar, M. Arttridge, M.C.,Myers, G.C., Blanchette, R.A., Biome hanical pulping of loblolly pine chips with selectedWhite-rot fungi. Holzforschung, 47:36-40, 1993
27. Leatmaan, G.F., Myers, G., Wigner, T.H., Blanchettte, R.A., Energy saving in biomechanical pulping, inbootechology in pulp and paper manufacture. Stoneham, Butterworths, MA1989
28. Eriksson, K.E., Valender, L., Biomechanical pulping in lignin biodegradation. Microbiology Chemistry andApplications, CRC. Press Inc., 1980