A novel thermostable xylanase GH10 from Malbranchea pulchella expressed in Aspergillus nidulans with potential applications in biotechnology

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Ribeiro, Liliane F. C. ^[1] ; De Lucas, Rosymar C. ^[1] ; Vitcosque, Gabriela L. ^[1] ; Ribeiro, Lucas F. ^[1] ; Ward, Richard J. ^{[2, 3]} ; Rubio, Marcelo V. ^[2] ; Damasio, Andre R. L. ^[2] ; Squina, Fabio M. ^[2] ; Gregory, Rebecca C. ^[4] ; Walton, Paul H. ^[4] ; Jorge, Joao A. ^[5] ; Prade, Rolf A. ^[6] ; Buckeridge, Marcos S. ^[7] ; Polizeli, Maria de Lourdes T. M. ^[5]

Afiliação do(s) autor(es)

^[1] Univ Sao Paulo, Fac Med Ribeirao Preto, Immunol & Biochem Dept, BR-14040901 Ribeirao Preto, SP - Brazil

^[2] Lab Nacl Ciencia & Tecnol Bioetanol CTBE, Campinas, SP - Brazil

^[3] Univ Sao Paulo, Fac Filosofia Ciencias & Letras Ribeirao Preto, Dept Chem, BR-14040901 Ribeirao Preto, SP - Brazil

^[4] Univ York, Dept Chem, York YO10 5DD, N Yorkshire - England

^[5] Univ Sao Paulo, Fac Filosofia Ciencias & Letras Ribeirao Preto, Dept Biol, BR-14040901 Ribeirao Preto, SP - Brazil

^[6] Oklahoma State Univ, Dept Microbiol & Mol Genet, Stillwater, OK 74078 - USA

^[7] Univ Sao Paulo, Inst Biosci, Sao Paulo - Brazil

• Tipo de documento: Artigo Científico
• Fonte: BIOTECHNOLOGY FOR BIOFUELS; v. 7, JUL 29 2014.
• Citações Web of Science: 28
• Assunto(s): Bioetanol Endo-1,4-beta-xilanases Bagaço de cana-de-açúcar

Resumo

Background: The search for novel thermostable xylanases for industrial use has intensified in recent years, and thermophilic fungi are a promising source of useful enzymes. The present work reports the heterologous expression and biochemical characterization of a novel thermostable xylanase (GH10) from the thermophilic fungus Malbranchea pulchella, the influence of glycosylation on its stability, and a potential application in sugarcane bagasse hydrolysis. Results: Xylanase MpXyn10A was overexpressed in Aspergillus nidulans and was active against birchwood xylan, presenting an optimum activity at pH 5.8 and 80 degrees C. MpXyn10A was 16% glycosylated and thermostable, preserving 85% activity after 24 hours at 65 degrees C, and deglycosylation did not affect thermostability. Circular dichroism confirmed the high alpha-helical content consistent with the canonical GH10 family (beta/alpha)(8) barrel fold observed in molecular modeling. Primary structure analysis revealed the existence of eight cysteine residues which could be involved in four disulfide bonds, and this could explain the high thermostability of this enzyme even in the deglycosylated form. MpXyn10A showed promising results in biomass degradation, increasing the amount of reducing sugars in bagasse in natura and in three pretreated sugarcane bagasses. Conclusions: MpXyn10A was successfully secreted in Aspergillus nidulans, and a potential use for sugarcane bagasse biomass degradation was demonstrated. (AU)

• Processo FAPESP: 10/18850-2 - Identificação, caracterização e engenharia de enzimas que degradam a parede celular das plantas
• Beneficiário: Richard John Ward
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Temático
• Processo FAPESP: 12/12859-3 - Estudo das propriedades funcionais de xiloglucanases GH12 recombinantes na hidrolise de xiloglucano
• Beneficiário: Marcelo Ventura Rubio
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Processo FAPESP: 13/18910-3 - Secreção de glicoproteínas heterólogas em Aspergillus: efeito do padrão de glicosilação em parâmetros funcionais de glicosil hidrolases
• Beneficiário: André Ricardo de Lima Damasio
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Programa BIOEN - Jovens Pesquisadores
• Processo FAPESP: 10/07133-8 - Criação de uma Endoxilanase Alostérica por Evolução Dirigida para aplicação na Biotecnologia Industrial
• Beneficiário: Lucas Ferreira Ribeiro
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Processo FAPESP: 10/10184-3 - Desenvolvimento de um coquetel enzimático para aplicação em biorefinaria
• Beneficiário: Liliane Fraga Costa Ribeiro
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Processo FAPESP: 12/02017-5 - Produção de beta-xilosidase recombinante para aplicação na cadeia de produção do bioetanol
• Beneficiário: Gabriela Leal Vitcosque
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Mestrado
• Processo FAPESP: 10/52322-3 - Bioprospecção de fungos filamentosos produtores de holoenzimas com aplicação em biorefinaria
• Beneficiário: Maria de Lourdes Teixeira de Moraes Polizeli
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Programa BIOTA - Regular
• Processo FAPESP: 08/57908-6 - Instituto Nacional de Biotecnologia para o Bioetanol
• Beneficiário: Marcos Silveira Buckeridge
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Programa BIOEN - Temático