1. A thermostable laccase from Thermus sp. 2.9 and its potential for delignification of Eucalyptus biomass
- Author
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Fernando Martinez, María Eugenia Taverna, Marcelo Facundo Berretta, Veronica Viviana Nicolau, Graciela Beatriz Benintende, Eleonora Campos, Morgan M. Fetherolf, Lindsay D. Eltis, Laura Emilce Navas, and Diana Alejandra Estenoz
- Subjects
0106 biological sciences ,THERMOSTABLE BACTERIAL LACCASE ,lcsh:QR1-502 ,Biomasa ,Biomass ,01 natural sciences ,Applied Microbiology and Biotechnology ,lcsh:Microbiology ,chemistry.chemical_compound ,Lignin ,Potencial Redox ,Eucalyptus ,Delignificación ,0303 health sciences ,ABTS ,biology ,THERMUS ,REDOX MEDIATOR ,Thermostable bacterial laccase ,Oxidorreductasas ,Delignification ,Otras Ingeniería Química ,DELIGNIFICATION ,Original Article ,EUCALYPTUS GLOBULUS BIOMASS ,Oxidoreductases ,lcsh:Biotechnology ,Lacasa ,Biophysics ,Lignocellulosic biomass ,Redox Potential ,INGENIERÍAS Y TECNOLOGÍAS ,03 medical and health sciences ,Hydrolysis ,010608 biotechnology ,lcsh:TP248.13-248.65 ,Thermus ,030304 developmental biology ,Laccase ,Redox mediator ,Thermophile ,Eucalyptus globulus biomass ,biology.organism_classification ,Ingeniería Química ,purl.org/becyt/ford/2.4 [https] ,chemistry ,purl.org/becyt/ford/2 [https] ,Nuclear chemistry - Abstract
Laccases are multicopper oxidases that are being studied for their potential application in pretreatment strategies of lignocellulosic feedstocks for bioethanol production. Here, we report the expression and characterization of a predicted laccase (LAC_2.9) from the thermophilic bacterial strain Thermus sp. 2.9 and investigate its capacity to delignify lignocellulosic biomass. The purifed enzyme displayed a blue color typical of laccases, showed strict copper dependence and retained 80% of its activity after 16 h at 70 °C. At 60 °C, the enzyme oxidized 2,2′-azino-di-(3-ethylbenzthiazoline sulfonate) (ABTS) and 2,6-dimethoxyphenol (DMP) at optimal pH of 5 and 6, respectively. LAC_2.9 had higher substrate specifcity (kcat/KM) for DMP with a calculated value that accounts for one of the highest reported for laccases. Further, the enzyme oxidized a phenolic lignin model dimer. The incubation of steam-exploded eucalyptus biomass with LAC_2.9 and 1-hydroxybenzotriazole (HBT) as mediator changed the structural properties of the lignocellulose as evidenced by Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy and thermo-gravimetric analysis (TGA). However, this did not increase the yield of sugars released by enzymatic saccharifcation. In conclusion, LAC_2.9 is a thermostable laccase with potential application in the delignifcation of lignocellulosic biomass. Fil: Navas, Laura Emilce. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación en Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Microbiología y Zoología Agrícola; Argentina Fil: Martínez, Fernando D.. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación en Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Microbiología y Zoología Agrícola; Argentina Fil: Taverna, María Eugenia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química. Universidad Nacional del Litoral. Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química; Argentina. Universidad Tecnológica Nacional. Facultad Regional San Francisco; Argentina Fil: Fetherolf, Morgan M.. University of British Columbia; Canadá Fil: Eltis, Lindsay D.. University of British Columbia; Canadá Fil: Nicolau, Verónica. Universidad Tecnológica Nacional. Facultad Regional San Francisco; Argentina Fil: Estenoz, Diana Alejandra. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química. Universidad Nacional del Litoral. Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química; Argentina Fil: Campos, Eleonora. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación en Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Biotecnología; Argentina Fil: Benintende, Graciela Beatriz. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación en Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Microbiología y Zoología Agrícola; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina Fil: Berretta, Marcelo Facundo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación en Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Microbiología y Zoología Agrícola; Argentina
- Published
- 2019