ปัจจัยที่มีผลต่อกิจกรรมเอนไซม์โครเมตรีดักเทสโดยสารสกัดจากเซลล์แบคทีเรียชอบอุณหภูมิสูง Bacillus fusiformis NTR9

Abstract

บทคัดย่อ         สารประกอบโครเมียมที่ปนเปื้อนในนํ้าทิ้งโรงงานอุตสาหกรรมเป็นปัญหาที่สําคัญ เพราะเฮกซาวาเลนซ์โครเมียมหรือโครเมตมีความเป็นพิษสูง และมีผลทําให้เกิดการผ่าเหล่าและก่อมะเร็งในสิ่งมีชีวิต การรีดิวส์โครเมตเกี่ยวข้องกับเอนไซม์โครเมตรีดักเทสที่พบในแบคทีเรียเป็นวิธีการที่มีประสิทธิภาพในการบําบัดความเป็นพิษของโครเมต งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์ในการศึกษาปัจจัยต่างๆ ที่มีผลต่อการรีดิวส์โครเมตโดยสารสกัดจากเซลล์ (cell free extract) หรือ S12 fraction ของแบคทีเรียชอบอุณหภูมิสูง Bacillus fusiformis NTR9 ผลการทดลองพบว่าสภาวะที่เหมาะสมต่อกิจกรรมเอนไซม์โครเมตรีดักเทสของสารสกัดจากเซลล์ B. fusiformis NTR9 คืออุณหภูมิ 80 องศาเซลเซียส และพีเอชเท่ากับ 7.0 กิจกรรมของเอนไซม์ยังคงเหลืออยู่เท่ากับ60.30 และ 26.44 เปอร์เซ็นต์ หลังจากบ่มเป็นเวลา 30 นาที ที่อุณหภูมิ 70 และ 90 องศาเซลเซียส ตามลําดับ ชี้ให้เห็นว่าเอนไซม์มีความคงทนต่อความร้อน นอกจากนี้ยังพบว่าเอนไซม์มีความคงทนภายใต้สภาวะที่เป็นกรดและเป็นกลาง แต่ความคงทนของเอนไซม์จะลดลงภายใต้สภาวะที่เป็นด่าง สารประกอบโลหะ CuCl2และ FeCl3 มีผลในการกระตุ้นให้กิจกรรมของเอนไซม์สูงขึ้นเท่ากับ 188.19 และ 180.38 เปอร์เซ็นต์ ตามลําดับ ในขณะที่ MnSO4  และ AgCl มีผลยับยั้งกิจกรรมของเอนไซม์ลดลงเหลือเท่ากับ 72.19 และ 8.95 เปอร์เซ็นต์ ตามลําดับ ส่วน MgCl2 , ZnSO4  และ KH2 AsO4 รวมทั้งสารรับอิเล็กตรอน (Na2S4และ NaNO3) ไม่มีผลต่อกิจกรรมของเอนไซม์ ผลการทดลองแสดงให้เห็นถึงความเป็นไปได้ในการนําเอนไซม์โครเมตรีดักเทสไปประยุกต์ใช้เพื่อบําบัดความเป็นพิษของโครเมตในน้ำเสียโรงงานอุตสาหกรรมต่อไป ABSTRACT           Residual chromium compounds in discharged effluents is an important of serious problem, due to hexavalent chromium or chromate [Cr(VI)] is extremely toxic and shows mutagenic and carcinogenic effects on living organisms. The bacterial enzymatic Cr(VI) reduction mostly involves and could be an effective method of detoxifying Cr(VI) pollution. The present study evaluated factors that affect Cr(VI) reductase activity of cell-free extracts or S12fraction of thermophilic chromate-reducing bacteria, Bacillus fusiformisNTR9. Results showed that Cr(VI) reductase activity of S12 fraction was maximum at 80°C and pH 7. The reductase activity still remained 60.34% and 26.44% after 30 minutes of exposure to 70 and 90°C, respectively, suggesting a heat stable enzyme. Moreover, the enzyme was resistant under acidic and neutral condition but its stability was decreased under alkaline condition. The Cr(VI) reductase activity of S12fraction was enhanced by CuCl2and FeCl3 which were 188.19% and 180.38%, respectively. The Cr(VI) reductase activity could be reduced to 72.19% and 8.95% in the presence of MnSO4and AgCl, respectively. While MgCl2, ZnSO4, KH2AsO4 and electron acceptors like Na2SO4 and NaNO3 had no affect on Cr(VI) reductase activity. The results showed that Cr(VI) reductase could be a good candidate for detoxification of Cr(VI) in industrial effluents.