Abstrait

Congrès Biotechnologie 2015 : Amélioration de l'activité et de la thermostabilité de la laccase Trametes versicolor IBL-04 par immobilisation de billes de chitosane - Muhammad Asgher - Université d'Agriculture

Muhammad Asgher et Sadia Noreen

 Français L'enzyme laccase a d'énormes applications dans divers processus industriels, y compris la délignification de la biomasse, la biopulpation dans le papier et la pâte à papier, comme agent de lavage à la pierre du denim, les détergents, la bioremédiation et le développement de biocapteurs. La laccase monomère de 66 kDa produite par Trametes versicolor IBL-04 dans SSF d'épis de maïs (911 U/mL) a été purifiée par précipitation au sulfate d'ammonium, dialyse, chromatographie par échange d'ions et filtration sur gel. La laccase purifiée a été immobilisée en utilisant le chitosane comme matériau de support et le glutaraldéhyde comme activateur/agent de réticulation. Une concentration de chitosane de 2,5 % était optimale pour la préparation de billes de chitosane de taille 2,0 mm les plus stables activées par 1,5 % de glutaraldéhyde pour une meilleure immobilisation de la laccase. La microscopie électronique à balayage a montré que les billes avec de la laccase immobilisée à la surface étaient de forme sphérique avec une grande surface. Français La laccase immobilisée s'est avérée catalytiquement plus vigoureuse et stable et fonctionnait sur une large plage de pH 3-6 et de température 45-65 oC. La laccase immobilisée avec des billes de chitosane avait 936 U/mL à pH 6 et 60 °C et un comportement thermique amélioré. La laccase immobilisée avec des billes de chitosane avait des valeurs Km (93 μM) et V-max 944 μM/min plus élevées par rapport à son homologue soluble, démontrant ainsi son efficacité catalytique supérieure. Les caractéristiques cinétiques et de thermostabilité de la laccase immobilisée avec des billes de chitosane reflètent le potentiel de l'enzyme pour une utilisation en biotechnologie industrielle et environnementale. L'arrangement des composés minéralisants de la lignine des croissances de pourriture blanche a une énorme perspective synergétique pour la bioremédiation oxydative de divers poisons nocifs et de nombreuses autres utilisations mécaniques. L'immobilisation permet la réutilisation des catalyseurs et en fait des biocatalyseurs modernes importants et conservateurs. Le composé IBL-06 de Schizophyllum a été développé pour l'émission de lignine peroxydase (LiP) dans le mode de maturation à l'état fort pré-amélioré des tiges de maïs. Un rendement élevé de lignine peroxydase (1347,3 U/mL) a été enregistré dans le surnageant de culture brut. Le LiP a été filtré (5,65 fois) par une convention pré-normalisée en quatre étapes comprenant le fractionnement au sulfate d'ammonium, la dialyse, le commerce de particules de cellulose DEAE et la chromatographie sur segment Sephadex G-100. Le polypeptide unique de 38 kDa S. collectif IBL-06 LiP se déplaçant sous forme d'une bande claire solitaire sur les gels locaux et SDS-PAGE. Le composé raffiné a ensuite été immobilisé sur des globules de chitosane activés par du glutaraldéhyde (agent de réticulation). La microscopie électronique à balayage (MEB) a été réalisée pour la confirmation de la liaison LiP sur les globules de chitosane. Le potentiel de décoloration le plus remarquable (95,45 %) a été observé avec le produit chimique immobilisé au chitosane à 30 °C sans nocivité hémolytique. Les globules de chitosane LiP ont conservé environ 70 % d'action après trois cycles répétés, qui ont progressivement diminué à 35 % après le septième cycle de réutilisation. Le LiP immobilisé s'est avéré présenter de meilleures propriétés d'évacuation de la couleur que le LiP libre. Stabilité thermique plus élevée,Les points de chitosane immobilisés LiP à faible Kmand et à Vmax élevé ont suggéré sa pertinence pour diverses applications biotechnologiques et modernes. Mots-clés : coopérative de Schizophyllum IBL-06, peroxydase de lignine, immobilisation de globules de chitosane, représentation, décoloration. Présentation Les catalyseurs sont des particules protéiques complexes azotées avec des capacités synergétiques explicites qui sont créées par des cellules vivantes pour catalyser les réponses biochimiques requises pour toujours (Alam et al., 2009). Les composés ont d'excellentes propriétés, comme le mouvement synergétique, une sélectivité et une particularité élevées. Malgré toutes ces attributs, ils ont également quelques inconvénients. Comme la dissolvabilité dans les milieux de réaction, la fragilité, la fiabilité thermique, il est donc difficile de récupérer les catalyseurs du mélange de réaction (Chen et al., 2012). En raison de ce problème, certaines propriétés des protéines doivent être améliorées avant leur utilisation à l'échelle mécanique afin de réduire le coût d'un processus de concoction. La solidité opérationnelle, la réutilisabilité et la récupération des catalyseurs utilisés dans le processus mécanique peuvent être améliorées par l'utilisation d'effets mutagènes, la conception génétique et l'immobilisation de protéines ou de changements de processus (Asgher et al., 2013a). Les propriétés des protéines, telles que l'efficacité synergique, la spécificité et les différentes utilisations dans les formes modernes, remplacent progressivement les méthodes de synthèse traditionnelles dans les installations de recherche ainsi que dans les entreprises. Cependant, la commercialisation des protéines est plus lente en raison de leur coût élevé et des problèmes de capacité (Asgher et al., 2013a ; Shi et al., 2003). Les techniques d'immobilisation aident à créer des produits chimiques stables, récupérables et réutilisables pour des applications mécaniques et écologiques à usages multiples, ce qui entraîne des avantages financiers importants (Asgher et al., 2008b). Les détails des catalyseurs immobilisés seront généralement affectés par les propriétés de base du composé ainsi que par le réseau de support (Wang et al., 2012). Les liaisons particulières entre le matériau porteur et le catalyseur confèrent aux produits chimiques modifiés des propriétés biochimiques, dynamiques, mécaniques et chimiques uniques. Les techniques d'immobilisation des protéines (composés) les plus utilisées sont la fixation de surface, l'adsorption et l'enchevêtrement (Thakur et al., 2015). Cependant, l'enchevêtrement ou l'épitomé est préféré à la fixation de surface car il est plus simple, moins coûteux et plus pratique et la structure du catalyseur reste stable (Asgher et al., 2012c). Diverses méthodes ont été prises en compte pour le traitement des effluents chimiques et de la corruption des colorants qui ne sont pas adaptés aux conditions économiques et à la planète. Ces réalités nécessitent certainement le développement d'une technologie efficace, rentable et respectueuse de la planète pour la détoxification et la corruption des effluents chimiques contenant des colorants. À l'heure actuelle, les stratégies essentielles appliquées The Journal of Animal and Plant Sciences, 26(5): 2016, Page: 1451-1463 ISSN: 1018-7081 Parveen et al., The J.Français Anim. Plant Sci. 26(5):2016 1452 pour le traitement des effluents matériels dépendant de méthodes physiques ou de concoction, qui sont incroyablement coûteuses et la collecte de déchets emballés entraîne des fiascos écologiques (Alam et al., 2009 ; Parshetti et al., 2012). D'un autre côté, les procédures bio-sensibles offrent des innovations de remédiation raisonnables et respectueuses de l'environnement et elles ne créent tout simplement pas d'énormes quantités de déchets (Bilal et al., 2015). L'intérêt pour les nouvelles pratiques de biocatalyseur s'est accru au cours des deux dernières décennies en raison de l'utilisation croissante des xénobiotiques, la corruption de ces concoctions synthétiques n'est pas convaincante et capable avec les procédures de composés habituelles (Missau et al., 2014). Les basidiomycètes ; les excroissances blanches de décomposition (WRF) sont les êtres vivants à petite échelle qui se lisent largement pour la corruption de couleur moderne. Français Sans affirmation de réussite, les produits chimiques ligninolytiques (LiP, MnP, Lac) de WRF sont impliqués dans la décoloration des couleurs (Cheng et al., 2007 ; Maciel et al., 2010). LiP a un potentiel redox incroyable et un large champ d'utilisations dans différentes méthodes mécaniques. Le LiP raffiné de Kocuria rosea a découvert une action synergique plus élevée pour décolorer les couleurs réactives à travers différents rassemblements, démontrant qu'il s'agit d'une peroxydase incroyablement polyvalente (Qiu et al., 2009). Biographie Muhammad Asgher est le président du département de biochimie de l'université d'agriculture de Faisalabad. Il est diplômé de Gujranwala en 1985 et a obtenu sa maîtrise en 1988, sa maîtrise en 1993 et ??son doctorat en 1998 dans le domaine de la biochimie de l'université d'agriculture de Faisalabad, au Pakistan. En 2002, il a reçu une bourse de l'UNESCO en biotechnologie et en 2004, une bourse postdoctorale HEC d'un an pour travailler sur la production, la purification et l'immobilisation d'enzymes industrielles à l'Université de Waterloo, au Canada. En 2009, HEC lui a accordé une bourse de congé sabbatique pour apprendre les techniques avancées d'immobilisation d'enzymes à l'Université de Waterloo, au Canada. Après 5 autres années, il a reçu une bourse de recherche sabbatique du laboratoire de biotechnologie de l'Université de Waterloo, au Canada, pour des recherches collaboratives et une formation sur la production et la caractérisation de biocomposites. Il a également à son actif 2 cours nationaux et 5 cours internationaux de formation à la recherche postuniversitaire. Il a rejoint l'Université d'agriculture de Faisalabad, au Pakistan, en tant que professeur de biochimie en 1990. Sur la base de ses résultats académiques exceptionnels, il a été élevé au rang de professeur adjoint en 1999, professeur associé en 2004, professeur en 2007 et professeur TTS en 2010. Il a guidé les étudiants de troisième cycle dans la recherche et a jusqu'à présent formé 124 étudiants chercheurs en tant que superviseur principal, dont 10 étudiants en doctorat, 36 étudiants en MPhil et 78 étudiants en master pour fournir une main-d'œuvre qualifiée à l'industrie et au monde universitaire. En tant que chercheur, il a concentré ses recherches sur la production indigène, la purification, la caractérisation et l'immobilisation d'enzymes microbiennes et leurs applications industrielles.Il a remporté et exécuté un certain nombre de projets de recherche en tant que PI et co-PI.