The production and characterization of a new active lipase from Acremonium alcalophilum using a plant bioreactor.

Pereira, E.O., Tsang, A., McAllister, T.A., et Menassa, R. (2013). « The production and characterization of a new active lipase from Acremonium alcalophilum using a plant bioreactor. », Biotechnology for Biofuels, 6(111). doi : 10.1186/1754-6834-6-111  Accès au texte intégral (en anglais seulement)

Résumé

Contexte Les microorganismes sont les meilleurs décomposeurs de la nature et se servent des enzymes qu’ils sécrètent pour hydrolyser la lignocellulose. Ainsi, ils constituent la source la plus abondante de nouvelles enzymes à découvrir. Acremonium alcalophilum est le seul champignon cellulolytique connu à se développer en conditions alcalines et il est facilement cultivé en laboratoire. Les conditions optimales pour sa croissance sont une température de 30 °C et un pH entre 9,0 et 9,2. La séquence génomique d’Acremonium alcalophilum a révélé un grand nombre de gènes codant des enzymes dégradant la biomasse. Parmi ces enzymes, les lipases présentent un intérêt particulier pour plusieurs applications industrielles, notamment pour les biocarburants, les détergents, la transformation des aliments et l’industrie du textile. Résultats Nous avons relevé un gène lipA dans la séquence génomique d’Acremonium alcalophilum qui code une protéine dont on prévoit qu’elle possède un domaine lipase présentant une faible homologie de séquence avec les enzymes caractérisées. Fait inhabituel, la lipase anticipée présente ≈30 % d’homologie dans sa séquence d’acides aminés avec la féruloyl estérase et la lipase d’Aspergillus niger. La protéine LipA, produite de façon provisoire par Nicotiana benthamiana, s’est accumulée jusqu'à une proportion dépassant 9 % des protéines solubles totales. La protéine recombinée LipA d’origine végétale exerce une activité sur les esters de p-nitrophénol présentant différentes longueurs de chaîne carbonée, la plus importante activité ayant été observée sur les acides gras à chaîne moyenne (C8). L’enzyme présente également une forte activité sur le tétraacétate de xylose et le xylane d'avoine-épeautre. Ces résultats semblent indiquer que la LipA est une nouvelle enzyme lipolytique présentant une activité lipasique et acétyle-xylane estérasique. Nous avons déterminé que la LipA est une glycoprotéine dont les optimums de pH et de température sont de 8,0 et 40 °C, respectivement. Conclusion À part faire état de la première expression hétérologue et de la première caractérisation d’un gène codant une lipase d’A. alcalophilum, le présent rapport montre que la LipA est très polyvalente en raison de ses activités acétyle-xylane estérasique et lipasique potentiellement utiles pour divers secteurs industriels, et que le tabac constitue un bioréacteur convenable pour la production de protéines fongiques. Les microorganismes sont les meilleurs décomposeurs de la nature et se servent des enzymes qu’ils sécrètent pour hydrolyser la lignocellulose. Ainsi, ils constituent la source la plus abondante de nouvelles enzymes à découvrir. Acremonium alcalophilum est le seul champignon cellulolytique connu à se développer en conditions alcalines et il est facilement cultivé en laboratoire. Les conditions optimales pour sa croissance sont une température de 30 °C et un pH entre 9,0 et 9,2. La séquence génomique d’Acremonium alcalophilum a révélé un grand nombre de gènes codant des enzymes dégradant la biomasse. Parmi ces enzymes, les lipases présentent un intérêt particulier pour plusieurs applications industrielles, notamment pour les biocarburants, les détergents, la transformation des aliments et l’industrie du textile. Résultats Nous avons relevé un gène lipA dans la séquence génomique d’Acremonium alcalophilum qui code une protéine don’t on prévoit qu’elle possède un domaine lipase présentant une faible homologie de séquence avec les enzymes caractérisées. Fait inhabituel, la lipase anticipée présente ≈30 % d’homologie dans sa séquence d’acides aminés avec la féruloyl estérase et la lipase d’Aspergillus niger. La protéine LipA, produite de façon provisoire par Nicotiana benthamiana, s’est accumulée jusqu'à une proportion dépassant 9 % des protéines solubles totales. La protéine recombinée LipA d’origine végétale exerce une activité sur les esters de p-nitrophénol présentant différentes longueurs de chaîne carbonée, la plus importante activité ayant été observée sur les acides gras à chaîne moyenne (C8). L’enzyme présente également une forte activité sur le tétraacétate de xylose et le xylane d'avoine-épeautre. Ces résultats semblent indiquer que la LipA est une nouvelle enzyme lipolytique présentant une activité lipasique et acétyle-xylane estérasique. Nous avons déterminé que la LipA est une glycoprotéine don’t les optimums de pH et de température sont de 8,0 et 40 °C, respectivement. Conclusion À part faire état de la première expression hétérologue et de la première caractérisation d’un gène codant une lipase d’A. alcalophilum, le présent rapport montre que la LipA est très polyvalente en raison de ses activités acétyle-xylane estérasique et lipasique potentiellement utiles pour divers secteurs industriels, et que le tabac constitue un bioréacteur convenable pour la production de protéines fongiques.

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