“ZAMONAVIY BIOLOGIYANING DOLZARB MUAMMOLARI VA
RIVOJLANISH ISTIQBOLLARI”
xalqaro ilmiy-amaliy anjuman materiallari
adu.uz
universaljurnal.uz
574
BACILLUS AVLODIGA MANSUB KERATINOLITIK MIKROORGANIZMLARNI
SKRINING QILISH
Abduraximova A.A., Sayliev M.U., Alimova B.X., Pulatova O.M.,
Maxsumxanov A.A.
O‘zbekiston Respublikasi Fanlar akademiyasi Mikrobiologiya instituti, Toshkent,
O‘zbekiston. E-mail:
balimova@list.ru
https://doi.org/10.5281/zenodo.15579943
Annotatsiya:
Keratin chiqindilari tobora jiddiy ekologik va sog‘liq uchun xavfli bo‘lib
bormoqda. Keratin chiqindilari asosan keratin oqsilidan iborat bo‘lib, tabiatdagi eng qiyin
parchalanadigan polimerlardan biri hisoblanadi hamda ko‘plab fizik, kimyoviy va biologik omillarga
chidamli. Fizik va kimyoviy usullar ekologik jihatdan zararli va qimmat bo‘lganligi sababli, keratinni
mikroblarning keratinaza fermenti yordamida parchalash katta ahamiyatga ega, chunki bu usul
ekologik jihatdan qulay va iqtisodiy jihatdan samaralidir. Ushbu tadqiqotning maqsadi parrandachilik
fermalarining murakkab organik chiqindilarini utilizatsiya qilish uchun yuqori keratinolitik faollikka
ega bakteriyalarni tekshirishdan iborat. Ushbu tadqiqotda, Bacillus
авлоди
bakteriyalari keratinolitik
faollik uchun tekshirildi. Skrining natijasida keratinga nisbatan maksimal fermentativ faollikka ega
shtammlar tanlab olindi.
Kalit so'zlar:
keratinolitik faollik, keratinaza, pat va tuklar chiqindilari, chiqindilarni qayta
ishlash, mikroorganizmlarni skriningi.
Аннотация
:
Кератиновые
отходы
становятся
все
более
серьезной
опасностью
для
окружающей
среды
и
здоровья
.
Кератиновые
отходы
в
основном
состоят
из
белка
кератина
,
который
является
одним
из
самых
трудно
разрушаемых
полимеров
в
природе
и
устойчив
ко
многим
физическим
,
химическим
и
биологическим
агентам
.
Поскольку
физические
и
химические
методы
являются
экологически
вредными
и
дорогостоящими
,
микробная
деградация
кератина
с
использованием
фермента
кератиназы
имеет
большое
значение
,
поскольку
она
и
экологически
безопасна
,
и
экономически
эффективна
.
Цель
настоящего
исследования
заключается
в
скрининге
бактерий
с
высокой
кератинолитической
активностью
для
утилизации
сложных
органических
отходов
птицефабрик
.
В
настоящей
исследовании
проведен
скрининг
бактерий
рода
Bacillus
на
кератинолитическую
активность
.
В
результате
скрининга
отобраны
штаммы
,
обладающие
максимальной
ферментативной
активностью
по
отношению
к
кератину
.
Ключевые
слова
:
кератинолитическая
активность
,
кератиназа
,
перопуховые
отходы
,
переработка
отходов
,
скрининг
микроорганизмов
.
Abstract:
Keratin waste is becoming an increasingly serious environmental and health
hazard. Keratin waste mainly consists of keratin protein, which is one of the most difficult to degrade
polymers in nature and is resistant to many physical, chemical and biological agents. Since physical
and chemical methods are environmentally harmful and expensive, microbial degradation of keratin
using the enzyme keratinase is of great importance because it is both environmentally friendly and
cost-effective. The aim of this study is to screen bacteria with high keratinolytic activity for the
utilization of complex organic waste from poultry farms. Objects and methods of study. Bacteria of
the genus Bacillus were screened for keratinolytic activity. As a result of screening, strains with
maximum enzymatic activity towards keratin were selected.
Key words:
keratinolytic activity, keratinase, feather and down waste, waste recycling,
microorganism screening.
Keratin – bu fibrillyar (tolasimon) protein bo‘lib, inson va hayvonlarning terisi, sochlari,
tirnoqlari, shoxi, tuyog‘i, tuklari va parranda patining asosiy tarkibiy qismi hisoblanadi. U biologik
jihatdan juda mustahkam bo‘lib, himoya funksiyalarini bajaradi. Keratin molekulasi
aminokislotalardan tashkil topgan va u ikki asosiy turga bo‘linadi [1].
Alfa-keratin
(odam va
“ZAMONAVIY BIOLOGIYANING DOLZARB MUAMMOLARI VA
RIVOJLANISH ISTIQBOLLARI”
xalqaro ilmiy-amaliy anjuman materiallari
adu.uz
universaljurnal.uz
575
sutemizuvchilarda) – spiral shaklda bo’lib, asosan soch, jun, tirnoq va terida uchraydi. Elastiklik va
mustahkamlikka ega hisoblanadi.
Beta-keratin
(qushlar va sudralib yuruvchilarda) – ko‘proq
qatlamli, kristallik strukturaga ega bo‘lib, qushlar patlari, sudralib yuruvchilarning tangachalarida
bo’ladi.
Keratinning o‘zi tabiiy va zararsiz modda bo‘lsa-da,
keratin chiqindilari (ayniqsa hayvon
manbali keratin, masalan, shox, tuyoq, soch va parranda patlari)
katta miqdorda to‘planib
atrof-
muhit uchun global muammolar
ni keltirib chiqaradi. Keratin suvda, kislotada, ishqorda erimaydi
va
tabiatda juda sekin parchalanadi. Shu sababli b
u uni chiqindi sifatida xavfli ekanini anglatadi,
ular yillab saqlanib qolishi mumkin.
Parranda fabrikalarida har yili
million tonnalab patlar
chiqadi. Parrandachilik, go‘sht
sanoati, sartaroshxona, charm sanoatidan chiqadigan keratin chiqindilari ko‘p joy egallaydi.
Aksariyat holatlarda ular yoqib yuboriladi yoki ko‘miladi.
Yondirilganda
havoga
toksik gazlar
(SO
₂
, NO
3
) chiqadi.
Ko‘milganda
yer osti suvlarini ifloslantiradi. Agar chiqindi sifatida keratin
yoqilsa
CO
₂
, metan
ajraladi – bu esa global isish jarayonini tezlashtiradi [2, 3].
Keratinaza – bu
keratin
ni parchalay oladigan gidrolitik ferment bo‘lib, u asosan
mikroorganizmlar (bakteriyalar va zamburug‘lar) tomonidan ishlab chiqariladi. Bu ferment keratinni
peptidlar va aminokislotalarga
parchalaydi, natijada esa uning biologik qayta ishlanishiga yordam
beradi. Ko‘plab mikroorganizmlar ya’ni bakteriyalardan
Bacillus
,
Streptomyces
,
Pseudomonas
,
Actinomycetes
avlodlari, zamburug‘lardan
Aspergillus
,
Trichophyton
,
Microsporum
,
Fusarium
avlodlari vakillari keratinazani sintez qiladi [3].
Ushbu mikroorganizmlar keratinli chiqindilar (parranda pati, jun, shox-tirnoq qoldiqlari)
mavjud bo‘lgan muhitda rivojlanadi va keratinazalar ishlab chiqarib, ularni parchalaydi. Keratinaza
fermenti serin proteazalar guruhiga mansub bo‘lib fermentlarning 3.4.99.11 sinfiga kiradi.
Keratinazani ko’pgina sohalarda qo’llash mumkin: biotexnologiya va ekologiya, chorvachilik
va parranda fabrikalaridagi keratin chiqindilarini (parranda pati, jun, shox-tirnoq qoldiqlari) biologik
yo‘l bilan utilizatsiya qilish uchun ishlatiladi. Biogumus va organik o‘g‘itlar ishlab chiqarishda
foydalaniladi.
Keratinazalar sanoat darajasida fermentativ biotexnologiyada muhim ahamiyatga ega.
К
eratinaza fermenti uchun substrat sifatida keratin oqsilini Xichiyanntsa usuli bilan gidrolizlash
orqali bir necha bosqichda amalga oshirildi. Gidrolizlangan patlar, shuningdek, tuklar pat uni nomi
bilan ham tanilgan. Bu jarayon patlarning asosiy oqsili bo'lgan keratinni aminokislotalar va peptidlar
kabi oddiyroq, hazm bo'ladigan birikmalarga parchalaydi.
Proteaza hosil qiluvchi bakteriyalarni skrining qilish uchun O‘zbekiston Respublikasining
turli ekologik hududlaridan ajratilgan va O‘zbekiston Respublikasi Fanlar akademiyasi
Mikrobiologiya institutining Enzimologiya laboratoriyasida saqlanayotgan
Bacillus
avlodiga mansub
shtammlaridan foydalanildi. Keratinaza faolligining potentsial ko'rsatkichi sifatida proteaza faolligini
skrining qilish uchun standart yondashuv bo'lmaganligi sababli keratinolitik faollikni birlamchi
skriningi yog'siz sutdagi kazeinning gidrolizi orqali amalga oshirildi (yog'siz sutda zonalar hosil
bo'lishi).
А
Б
В
Rasm 1. (
А
)- Yog'siz sutli agar ozuqaviy muhitida shtammining gidroliz zonasi.
(
Б
) - qayta ishlangan tovuq patlari substrat nazorati
(
В
) - faol shtammlar bilan olingan tovuq patlarining gidrolizi
“ZAMONAVIY BIOLOGIYANING DOLZARB MUAMMOLARI VA
RIVOJLANISH ISTIQBOLLARI”
xalqaro ilmiy-amaliy anjuman materiallari
adu.uz
universaljurnal.uz
576
Barcha proteaza-musbat bakteriya shtammlari patlar bilan boyitilgan muhitda 144 soat
davomida uglerod va azotning yagona manbai bo'lgan keratindan foydalanib inkubatsiya qilindi.
Patlarning degradatsiyasi vizual tarzda tahlil qilindi.
Patlarni butunlay parchalashga qodir bakteriyalar eng yaxshi keratinaza hosil qiluvchi
bakteriyalar hisoblanib, keyingi tajribalar uchun tanlab olindi. Tadqiqot natijasida tovuq patlarini
parchalash darajasi yuqori bo'lgan
Bacillus
avlodiga mansub 4 ta faol shtammlar tanlab olindi.
Foydalanilgan adabiyotlar.
1.
Anbesaw, M. S. (2022). Bioconversion of keratin wastes using keratinolytic
microorganisms to generate value
‐
added products.
International journal of biomaterials
,
2022
(1),
2048031.
2.
Aimon Khan, Kashif Mehmood, Akhtar Nadhman, Sami Ullah Khan, Aamer Ali Shah,
Ziaullah Shah (2024). Microbial production of keratinase from
Bacillus velezensis
strain MAMA: A
novel enzyme for eco-friendly degradation of keratin waste, Heliyon. Volume 10,
Р
.2405-8440,
https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2024.e32338
3.
Da Silva, Ronivaldo Rodrigues (2018). "Keratinases as an alternative method designed
to solve keratin disposal on the environment: its relevance on agricultural and environmental
chemistry." (2018): 7219-7221.
