Enzymatic and biophysical characterization of a novel modular cellulosomal GH5 endoglucanase multifunctional from the anaerobic gut fungus Piromyces finnis

Autor(es)

Andrade, Viviane Brito ; Tomazetto, Geizecler ; Almeida, Dnane Vieira ; Tramontina, Robson ; Squina, Fabio Marcio ; Garcia, Wanius

• Tipo de documento: Artigo Científico
• Fonte: BIOCHIMICA ET BIOPHYSICA ACTA-PROTEINS AND PROTEOMICS; v. 1872, n. 1, p. 11-pg., 2024-01-01.

Resumo

Cellulases from anaerobic fungi are enzymes less-studied biochemically and structurally than cellulases from bacteria and aerobic fungi. Currently, only thirteen GH5 cellulases from anaerobic fungi were biochemically characterized and two crystal structures were reported. In this context, here, we report the functional and biophysical characterization of a novel multi-modular cellulosomal GH5 endoglucanase from the anaerobic gut fungus Piromyces finnis (named here PfGH5). Multiple sequences alignments indicate that PfGH5 is composed of a GH5 catalytic domain and a CBM1 carbohydrate-binding module connected through a CBM10 dockerin module. Our results showed that PfGH5 is an endoglucanase from anaerobic fungus with a large spectrum of activity. PfGH5 exhibited preference for hydrolysis of oat beta-glucan, followed by galactomannan, carboxymethyl cellulose, mannan, lichenan and barley beta-glucan, therefore displaying multi-functionality. For oat beta-glucan, PfGH5 reaches its optimum enzymatic activity at 40 degrees C and pH 5.5, with Km of 7.1 mu M. Ion exchange chromatography analyzes revealed the production of oligosaccharides with a wide degree of polymerization indicated that PfGH5 has endoglucanase activity. The ability to bind and cleave different types of carbohydrates evidence the potential of PfGH5 for use in biotechnology and provide a useful basis for future investigation and application of new anaerobic fungi enzymes. (AU)

• Processo FAPESP: 20/15595-3 - Estudo funcional e estrutural de uma celulase celulossomal de fungo anaeróbio e sua interação doquerina-escafoldina
• Beneficiário: Wanius José Garcia da Silva
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Processo FAPESP: 20/05784-3 - EMU concedido no processo 15/50590-4: sistema cromatográfico e detectores para análise de açúcares e monolignois de lignocelulose
• Beneficiário: Fábio Márcio Squina
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Programa Equipamentos Multiusuários
• Processo FAPESP: 21/04254-3 - Desenvolvimento de conceitos de biorrefinaria via conversão de ácido cumarico em compostos de alto valor
• Beneficiário: Robson Tramontina
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Processo FAPESP: 15/23279-6 - Análise metagenômica e metasecretômica de um consórcio microbiano enriquecido de fungos anaeróbicos degradador de bagaço de cana: prospecção de celulossomas e enzimas lignocelulolíticas
• Beneficiário: Geizecler Tomazetto
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Processo FAPESP: 22/08958-8 - Desenvolvimento de microrganismos e enzimas termofílicas envolvidas na degradação e reaproveitamento de plásticos fósseis
• Beneficiário: Fábio Márcio Squina
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Processo FAPESP: 15/50590-4 - Valorização da lignina em plantas de etanol celulósico: a conversão biocatalítica via ácido ferúlico a produtos químicos de alto valor
• Beneficiário: Fábio Márcio Squina
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Programa BIOEN - Temático