Sonication Bakterial Hüceyrə Lizisi üçün Lizozimi Necə Supercharge Edə Bilər
, Kathrin Hielscher, Hielscher News-da dərc edilmişdir
Açıq bakteriya hüceyrələrini parçalamaq biotexnologiya, əczaçılıq tədqiqatları və zülal istehsalında vacib bir addımdır. Bu iş üçün ən çox yayılmış vasitələrdən biri bakteriya hüceyrə divarlarını zəiflədən bir ferment olan lizozimdir. Lakin lizozim təsirli olsa da, çox vaxt təkbaşına kifayət qədər sürətli və ya güclü olmur. – xüsusilə sıx kulturalar və ya zülalları həddindən artıq ifadə etmək üçün hazırlanmış bakteriyalarla işləyərkən.
Məhz burada ultrasəs müayinəsi işə düşür. Tədqiqatçılar lizozim əsaslı hüceyrə lizisini əhəmiyyətli dərəcədə yaxşılaşdırmaq üçün getdikcə daha çox ultrasəs emalına etibar edirlər. Birlikdə istifadə edildikdə, lizozim və ultrasəs müayinəsi daha sürətli, daha tam və daha çox təkrarlana bilən nəticələr verən yüksək səmərəli, tamamlayıcı bir sistem əmələ gətirir.
Niyə tək başına Lizozim Tez-tez Qısa Müddətdə Çatışmazlıqlar Yaradır
Lizozim bakteriya hüceyrə divarlarının əsas struktur komponenti olan peptidoglikanı parçalamaqla işləyir. Bu fermentativ yanaşma yumşaqdır və xüsusilə E. coli üçün geniş istifadə olunur. Lakin, real laboratoriya şəraitində yalnız lizozim müalicəsi məhdudlaşdırıcı təsir göstərə bilər.
Ümumi çətinliklərə aşağıdakılar daxildir:
- Yüksək sıxlıqlı və ya aqreqasiya olunmuş kulturalarda natamam hüceyrə parçalanması
- Uzun inkubasiya müddətləri
- Həddindən artıq ifadə olunan və ya stressə uyğunlaşmış bakteriyalarda effektivliyin azalması
- Dəstdən dəstə dəyişkənlik
Bu məhdudiyyətlər zülalın çıxarılması, təmizlənməsi və təmizlənməsi kimi sonrakı proseslərə mənfi təsir göstərə bilər və nəticədə məhsuldarlığı və tutarlılığı azaldır.
Lizozim-Sonikasiya Sinerjisinin Arxasındakı Elm
Ultrasəs dalğaları maye nümunəsinə yüksək intensivlikli ultrasəs dalğaları daxil edir. Bu dalğalar kavitasiya adlanan bir prosesdə sürətlə çökən mikroskopik qabarcıqlar yaradır. Nəticədə yaranan kəsici qüvvələr, təzyiq dəyişiklikləri və mikrojetlər hüceyrə strukturlarını fiziki olaraq pozur.
Lizozim müalicəsindən sonra və ya yanaşı sonication tətbiq edildikdə, iki üsul bir-birini bir neçə vacib şəkildə gücləndirir:
- Hüceyrə Divarına Daha Asan Giriş
Lizozim bakteriya hüceyrə divarını zəiflədir və bu da onu ultrasəs tərəfindən yaradılan mexaniki qüvvələrə qarşı daha həssas edir. - Daha sürətli hüceyrə lizisi
Ultrasəs enerjisi, təkcə fermentativ müalicə ilə müqayisədə hüceyrənin tam parçalanmasına nail olmaq üçün tələb olunan vaxtı kəskin şəkildə qısaldır. - Daha çox vahid emal
Sonication qarışdırmanı yaxşılaşdırır və bütün hüceyrələrin həm lizozim, həm də mexaniki stressə davamlı məruz qalmasını təmin edir. - Daha yüksək protein məhsuldarlığı
Daha tam lizis, hüceyrədaxili zülalların, fermentlərin və metabolitlərin daha çox sərbəst buraxılması deməkdir və bu da ümumi sağalmanı yaxşılaşdırır.
Tipik Lizozimlə Yardımlı Sonication İş Axını
Həddindən artıq ifadə edən bakteriya ştammları ilə işləyən laboratoriyalarda, yaxşı qurulmuş bir iş axını fermentativ və ultrasəs lizisini birləşdirir:
- Hüceyrə Resuspenziyası
Yığılmış bakteriya qranulları, adətən 0,1-1 mq/ml konsentrasiyalarında lizozim ehtiva edən uyğun bir lizis buferində yenidən suspenziya edilir. Yüngül ultrasəs tənzimi hüceyrələrin sürətli və vahid şəkildə yenidən suspenziyasını təşviq edir. - Enzimatik Əvvəlcədən Müalicə
Süspansiyon, nəzarət edilən temperaturda (adətən 4 °C ilə 25 °C arasında) 10-30 dəqiqə inkubasiya edilir və bu da lizozimin hüceyrə divarını zəiflətməsinə imkan verir. - ultrasəs pozğunluğu
Əvvəlcədən işlənmiş suspenziya, optimallaşdırılmış amplituda, impuls rejimi və soyutma ilə Hielscher ultrasəs prosessoru istifadə edərək sonikasiya olunur. - Aydınlaşdırma
Hüceyrə qalıqları santrifüqasiya və ya filtrasiya yolu ilə çıxarılır və hədəf zülallarla zəngin olan təmizlənmiş lizat qalır.
Tədqiqatçılar niyə Hielscher Sonicatorlarını Seçirlər
Hielscher ultrasəs cihazları, dəqiqliyi və elastikliyi sayəsində lizozimlə dəstəklənən hüceyrə lizisi üçün xüsusilə uyğundur. Əsas üstünlüklərə aşağıdakılar daxildir:
- Təkrarlana bilən emal üçün tənzimlənən amplituda və enerji girişi
- İstilik yığılmasını azaltmaq üçün impuls rejimində işləmə
- Geniş həcm və özlülük diapazonunda səmərəli kavitasiya
- Mikrolitr laboratoriya nümunələrindən sənaye istehsalına qədər asan miqyaslanma
Bu kombinasiya Hielscher sistemlərini həm tədqiqat laboratoriyalarında, həm də genişmiqyaslı istehsal mühitlərində dəyərli alətlərə çevirir.
Çox quyulu boşqab sonikatoru UIP400MTP yüksək məhsuldarlıqlı nümunənin hazırlanması üçün
Nəticələri Optimallaşdırmaq üçün Əsas Amillər
Lizozimlə dəstəklənən sonikasiyadan maksimum dərəcədə faydalanmaq üçün tədqiqatçılar bir neçə parametri diqqətlə tənzimləyirlər:
- Lizozim konsentrasiyası: Xərcləri idarə etmək və aşağı axın müdaxiləsini minimuma endirmək üçün ən aşağı effektiv dozadan istifadə edin.
- Ultrasəs enerjisi: Həssas zülallara zərər vermədən tam lizis təmin etmək üçün kifayət qədər güc tətbiq edin.
- Temperaturun idarə olunması: Soyutma sistemləri və ya buz vannaları istiliyə həssas hədəfləri qorumağa kömək edir.
- İmpuls parametrləri: Aralıqlı sonikasiya kavitasiya səmərəliliyini və nümunənin sabitliyini artırır.
Sonication ilə Lizoszimləri artırın!
Lizozimin ultrasəs parçalanması ilə birləşdirilməsi bakterial hüceyrə lizisi üçün etibarlı və yüksək effektiv bir həll təklif edir. Sonikasiya fermentativ müalicənin effektivliyini artırır, daha sürətli emal, daha tam parçalanma və hüceyrədaxili məhsulların daha yüksək məhsuldarlığı təmin edir.
Hielscher kimi dəqiq idarə oluna bilən və ölçeklenebilir ultrasəs sistemləri ilə tədqiqatçılar müasir biotexnologiyanın tələblərini ödəmək üçün iş axınlarını dəqiq tənzimləyə bilərlər. – istər kiçik bir laboratoriyada, istərsə də sənaye istehsal xəttində.
Yüksək məhsuldarlıqda bakteriyaların lizisi UIP400MTP mikroplitə sonikatörü ilə
Ədəbiyyat / İstinadlar
- Ghosh, A., Bhar, K. & Siddhanta, A. (2019): Oxygen sequestration by Leghemoglobin is positively regulated via its interaction with another late nodulin, Nlj16 of Lotus japonicus. Journal of Plant Biochemistry and Biotechnology 28, 2019. 414–423.
- Hannah K. Lembke; Adeline Espinasse; Mckenna G. Hanson; Christian J. Grimme;Zhe Tan; Theresa M. Reineke; Erin E. Carlson (2023): Cationic Polymers Enable Internalization of Negatively Charged Chemical Probes into Bacteria. ACS Chem Biol . 2023 September 15; 18(9): 2063–2072.
- Müller MRA, Ehrmann MA, Vogel RF (2000): Multiplex PCR for the Detection ofLactobacillus pontis and Two Related Species in a Sourdough Fermentation. Applied Environmental Microbiology 66, 2000.
- Di Giosia, Matteo; Bomans, Paul; Bottoni, Andrea; Cantelli, Andrea; Falini, Giuseppe; Franchi, Paola; Guarracino, Giuseppe; Friedrich, Heiner; Lucarini, Marco; Paolucci, Francesco; Rapino, Stefania; Sommerdijk, Nico; Soldà, Alice; valle, Francesco ; Zerbetto, Francesco; Calvaresi, Matteo (2018): Proteins as Supramolecular Hosts for C60: A True Solution of C60 in Water. Nanoscale 10(21); 2018.
Tez-tez soruşulan suallar
Lizozimlər nədir?
Lizozimlər, bakteriya hüceyrə divarlarının əsas struktur komponenti olan peptidoglikanda β(1→4) qlikozidik rabitələrin hidrolizini katalizləşdirən və xüsusilə Qram-müsbət bakteriyalarda və keçirici Qram-mənfi hüceyrələrdə hüceyrə divarının zəifləməsinə və lizisinə səbəb olan antimikrob fermentlərdir.
Lizosomlardan istifadə edərək hüceyrə lizisinin üstünlükləri və məhdudiyyətləri nələrdir?
Lizozimlərdən istifadə edərək hüceyrə lizisi mülayim reaksiya şəraiti, zülal funksionallığının qorunması və aşağı mexaniki stress kimi üstünlüklər təklif edir, lakin yavaş kinetika, sıx və ya davamlı bakteriya kulturalarında natamam lizis, bütöv Qram-mənfi xarici membranlara qarşı effektivliyin azalması və hüceyrə fiziologiyasından və böyümə şəraitindən asılı olaraq dəyişkənlik ilə məhdudlaşır.
Sonication Lizozimləri necə gücləndirir?
Sonication, kavitasiya ilə induksiya edilən kəsmə qüvvələri vasitəsilə bakteriya hüceyrə divarlarını mexaniki olaraq pozaraq və keçirərək lizozim aktivliyini artırır ki, bu da fermentlərin peptidoglikana çıxışını artırır, lizis kinetikasını sürətləndirir və daha tam və homogen hüceyrə pozulmasına səbəb olur.


