Cutinases obtenidas de hongos filamentos: comparación de métodos de screening

8 páginasCutinases are secreted by filamentous fungi that and hydrolyze polymers. However, few selection methods for cutinases are available. Here, we studied three screening methods using 33 strains of filamentous fungi isolated from banana rachis with high potential to produce cutinases. In the first method, strains were grown in Czapec-Dox mineral medium containing flaxseed oil. We note that six strains of the genera Fusarium, Penicillium, and Mucor had cutinase activity. The second method evaluated strains with triacetin in rhodamine B, which indicated what strains had esterase property. Finally, strains were subjected to fermentation with flaxseed oil; lipolytic and cutinolytic activity were determined. The species identified as the best producers of cutinases were Fusarium fujikuroi and Penicillium chrysogenum, and we obtained two extracellular cutinases with activities of 33.5 U/mL and 39.4 U/mL respectively. Cutinase was confirmed via degradation of tomato cutin through FTIRLas cutinasas son secretadas por hongos filamentosos que hidrolizan polímeros. Sin embargo, pocos métodos de selección están disponibles. En este trabajo, tres métodos fueron estudiados, usando 33 cepas de hongos filamentosos aislados de banana rachis con alto potencial para producir cutinasas. En el primer método, las cepas fueron crecidas en medio mineral Czapec-Dox que contenía aceite de linasa, encontrándose que seis cepas de los géneros Fusarium, Penicillium and Mucor podrían tener actividad cutinasa. El segundo método consistió en evaluar las cepas con triacetina en rodamina, indicando que cepas tenían propiedades esterasas. Finalmente, las cepas fueron sometidas a fermentación con aceite de linasa; actividad lipolítica y cutinolítica fue determinada. Las especies identificadas como las mejores productoras de cutinasas fueron Fusarium fujikuroi y Penicillium chrysogenum, obteniéndose 2 cutinasas extracelulares con actividades de 33.5 U/mL y 39.4 U/mL respectivamente. Las cutinasas fueron confirmadas por degradación de cutina de tomate a través de FTIR

Cutinases obtained from filamentous fungi: a comparison of screening methods

Cutinases are secreted by filamentous fungi that and hydrolyze polymers. However, few selection methods for cutinases are available. Here, we studied three screening methods using 33 strains of filamentous fungi isolated from banana rachis with high potential to produce cutinases. In the first method, strains were grown in Czapec-Dox mineral medium containing flaxseed oil. We note that six strains of the genera Fusarium, Penicillium, and Mucor had cutinase activity. The second method evaluated strains with triacetin in rhodamine B, which indicated what strains had esterase property. Finally, strains were subjected to fermentation with flaxseed oil; lipolytic and cutinolytic activity were determined. The species identified as the best producers of cutinases were Fusarium fujikuroi and Penicillium chrysogenum, and we obtained two extracellular cutinases with activities of 33.5 U/mL and 39.4 U/mL respectively. Cutinase was confirmed via degradation of tomato cutin through FTIRLas cutinasas son secretadas por hongos filamentosos que hidrolizan polímeros. Sin embargo, pocos métodos de selección están disponibles. En este trabajo, tres métodos fueron estudiados, usando 33 cepas de hongos filamentosos aislados de banana rachis con alto potencial para producir cutinasas. En el primer método, las cepas fueron crecidas en medio mineral Czapec-Dox que contenía aceite de linasa, encontrándose que seis cepas de los géneros Fusarium, Penicillium and Mucor podrían tener actividad cutinasa. El segundo método consistió en evaluar las cepas con triacetina en rodamina, indicando que cepas tenían propiedades esterasas. Finalmente, las cepas fueron sometidas a fermentación con aceite de linasa; actividad lipolítica y cutinolítica fue determinada. Las especies identificadas como las mejores productoras de cutinasas fueron Fusarium fujikuroi y Penicillium chrysogenum, obteniéndose 2 cutinasas extracelulares con actividades de 33.5 U/mL y 39.4 U/mL respectivamente. Las cutinasas fueron confirmadas por degradación de cutina de tomate a través de FTI

EVALUATION OF THE INDUCTION OF LIPOLYTIC ENZYMES FROM A Pseudomona aeruginosa ISOLATED FROM AFRICAN PALM FRUIT (Elaeis guineensis) EVALUACIÓN DE LA INDUCCIÓN DE ENZIMAS LIPOLÍTICAS A PARTIR DE UNA Pseudomona aeruginosa AISLADA DEL FRUTO DE PALMA AFRICANA (Elaeis guineensis)

Background: Extracellular lipases are found in the culture broth when the fermentation is at the end of the exponential phase. Lipases can be induced easily since they are produced by the presence of oily sources or other materials as surfactants, fatty acids, some esters, glycerol and biliary salts. Objective: The aim of this work is to study the effect of carbon source concentration and the use of inductors on biomass production, and the lipolytic activity of a bacterium isolated from mature palm oil fruits. Methods: The yield biomass/substrate was evaluated with glucose as carbon source at different concentrations (3, 5, 7, 10, 15 y 20 g/L) by dry weight and OD (600 nm). Lipolytic activity was evaluated by spectrophotometric assay using p-nitrofenilpalmitate at 37°C for 15 min. Results: Gram negative microorganisms with lipolytic activity isolated from palm fruit were identified as Pseudomona aeruginosa. The growth of the bacteria was inhibited when glucose was used at concentrations greater than 5%. The production of lipase was induced by using three inducers (Palm oil, Tween 20 and palm oil:Tween 20 mixture), at three different induction times (0, 11 and 18 hours of fermentation). The highest activity (3,81 μmoles/ mL*min) was observed when the palm oil:Tween 20 mixture was added at 11 hours of fermentation. The kinetic of p-nitrophenylpalmitate hydrolysis using the supernatant of a culture induced with palm oil:Tween 20 mixture at 11 hours showed the production of p-nitrophenol beyond 300 minutes, with the greatest hydrolysis rate during the first 7 minutes. Conclusions: The growth of P. aeruginosa was not affected by using glucose as carbon source at concentrations of 3% and 5%. There was a basal level of lipase production without inducer, and greater lipolytic activity was achieved with the addition of inducers.Antecedentes: Las lipasas extracelulares se encuentran en los medios de cultivo cuando las células alcanzan el final de la fase exponencial de crecimiento. Las lipasas son fácilmente inducibles, es así como se producen en presencia de fuentes lipídicas u otros materiales como surfactantes, ácidos grasos, algunos ésteres, sales biliares y glicerol. Objetivo: El objetivo de este trabajo es estudiar el efecto de la concentración de fuente de carbono y el uso de inductores sobre la producción de biomasa, y la actividad lipolítica de una bacteria aislada de frutos maduros de palma de aceite. Métodos: Se determinó el rendimiento de biomasa/sustrato utilizando como fuente de carbono glucosa en diferentes concentraciones (3, 5, 7, 10, 15 y 20 g/L) mediante la técnica de peso seco y densidad óptica (600 nm). La actividad lipolítica fue evaluada con p-nitrofenil palmitato a 37°C por 15 min. Los productos de la reacción se determinaron espectrofotométricamente (410 nm). Resultados: Los microrganismos Gram negativos con actividad lipolítica fueron identificados como Pseudomona aeruginosa. El crecimiento de las bacterias fue inhibido cuando la glucosa se utilizó a concentraciones superiores a 5%. La lipasa fue inducida usando tres inductores (aceite de palma, Tween 20 y la mezcla de aceite de palma:Tween 20), en tres tiempos diferentes de inducción (0, 11 y 18 horas de fermentación). La actividad más alta (3,81 µmoles/mL*min) se observó cuando se a��adió la mezcla de aceite de palma:Tween 20 a las 11 horas de fermentación. La cinética de la hidrólisis de p-nitrofenil palmitato utilizando el sobrenadante de un cultivo inducido con la mezcla de aceite de palma:Tween 20 a las 11 horas presentó producción de p-nitrofenol hasta más allá de 300 minutos, con la mayor tasa de hidrólisis durante los primeros 7 minutos. Conclusiones: El crecimiento de P. aeruginosa no se vio afectada utilizando glucosa como fuente de carbono en concentraciones de 3% y 5%. Se encontró un nivel basal de producción de lipasa sin inductor y se obtuvo una mayor actividad lipolítica con la adición de inductores

Evaluación de la inducción de enzimas lipolíticas a partir de una Pseudomona aeruginosa aislada del fruto de palma africana (Elaeis guineensis)

7 páginasBackground: Extracellular lipases are found in the culture broth when the fermentation is at the end of the exponential phase. Lipases can be induced easily since they are produced by the presence of oily sources or other materials as surfactants, fatty acids, some esters, glycerol and biliary salts. Objective: The aim of this work is to study the effect of carbon source concentration and the use of inductors on biomass production, and the lipolytic activity of a bacterium isolated from mature palm oil fruits. Methods: The yield biomass/substrate was evaluated with glucose as carbon source at different concentrations (3, 5, 7, 10, 15 y 20 g/L) by dry weight and OD (600 nm). Lipolytic activity was evaluated by spectrophotometric assay using p-nitrofenilpalmitate at 37°C for 15 min. Results: Gram negative microorganisms with lipolytic activity isolated from palm fruit were identified as Pseudomona aeruginosa. The growth of the bacteria was inhibited when glucose was used at concentrations greater than 5%. The production of lipase was induced by using three inducers (Palm oil, Tween 20 and palm oil:Tween 20 mixture), at three different induction times (0, 11 and 18 hours of fermentation). The highest activity (3,81 μmoles/ mL*min) was observed when the palm oil:Tween 20 mixture was added at 11 hours of fermentation. The kinetic of p-nitrophenylpalmitate hydrolysis using the supernatant of a culture induced with palm oil:Tween 20 mixture at 11 hours showed the production of p-nitrophenol beyond 300 minutes, with the greatest hydrolysis rate during the first 7 minutes. Conclusions: The growth of P. aeruginosa was not affected by using glucose as carbon source at concentrations of 3% and 5%. There was a basal level of lipase production without inducer, and greater lipolytic activity was achieved with the addition of inducers.Antecedentes: Las lipasas extracelulares se encuentran en los medios de cultivo cuando las células alcanzan el final de la fase exponencial de crecimiento. Las lipasas son fácilmente inducibles, es así como se producen en presencia de fuentes lipídicas u otros materiales como surfactantes, ácidos grasos, algunos ésteres, sales biliares y glicerol. Objetivo: El objetivo de este trabajo es estudiar el efecto de la concentración de fuente de carbono y el uso de inductores sobre la producción de biomasa, y la actividad lipolítica de una bacteria aislada de frutos maduros de palma de aceite. Métodos: Se determinó el rendimiento de biomasa/sustrato utilizando como fuente de carbono glucosa en diferentes concentraciones (3, 5, 7, 10, 15 y 20 g/L) mediante la técnica de peso seco y densidad óptica (600 nm). La actividad lipolítica fue evaluada con p-nitrofenil palmitato a 37°C por 15 min. Los productos de la reacción se determinaron espectrofotométricamente (410 nm). Resultados: Los microrganismos Gram negativos con actividad lipolítica fueron identificados como Pseudomona aeruginosa. El crecimiento de las bacterias fue inhibido cuando la glucosa se utilizó a concentraciones superiores a 5%. La lipasa fue inducida usando tres inductores (aceite de palma, Tween 20 y la mezcla de aceite de palma:Tween 20), en tres tiempos diferentes de inducción (0, 11 y 18 horas de fermentación). La actividad más alta (3,81 µmoles/mL*min) se observó cuando se añadió la mezcla de aceite de palma:Tween 20 a las 11 horas de fermentación. La cinética de la hidrólisis de p-nitrofenil palmitato utilizando el sobrenadante de un cultivo inducido con la mezcla de aceite de palma:Tween 20 a las 11 horas presentó producción de p-nitrofenol hasta más allá de 300 minutos, con la mayor tasa de hidrólisis durante los primeros 7 minutos. Conclusiones: El crecimiento de P. aeruginosa no se vio afectada utilizando glucosa como fuente de carbono en concentraciones de 3% y 5%. Se encontró un nivel basal de producción de lipasa sin inductor y se obtuvo una mayor actividad lipolítica con la adición de inductores

Expresión heteróloga funcional de lipasa LipA madura de Pseudomonas aeruginosa PSA01 en Escherichia coli SHuffle y BL21 (DE3): efecto del huésped de expresión sobre la estabilidad térmica y la tolerancia a disolventes del producto enzimático

19 páginasThis study aimed to express heterologously the lipase LipA from Pseudomonas aeruginosa PSA01 obtained from palm fruit residues. In previous approaches, LipA was expressed in Escherichia coli fused with its signal peptide and without its disulfide bond, displaying low activity. We cloned the mature LipA with its truncated chaperone Lif in a dual plasmid and overexpressed the enzyme in two E. coli strains: the traditional BL21 (DE3) and the SHuffle® strain, engineered to produce stable cytoplasmic disulfide bonds. We evaluated the effect of the disulfide bond on LipA stability using molecular dynamics. We expressed LipA successfully under isopropyl β-d-1-thio-galactopyranoside (IPTG) and slow autoinducing conditions. The SHuffle LipA showed higher residual activity at 45 °C and a greater hyperactivation after incubation with ethanol than the enzyme produced by E. coli BL21 (DE3). Conversely, the latter was slightly more stable in methanol 50% and 60% (t½: 49.5 min and 9 min) than the SHuffle LipA (t½: 31.5 min and 7.4 min). The molecular dynamics simulations showed that removing the disulfide bond caused some regions of LipA to become less flexible and some others to become more flexible, significantly affecting the closing lid and partially exposing the active site at all times.Este estudio tuvo como objetivo expresar heterólogamente la lipasa LipA de Pseudomonas aeruginosa PSA01 obtenida de residuos de frutos de palma. En enfoques anteriores, LipA se expresó en Escherichia coli fusionado con su péptido señal y sin su enlace disulfuro, mostrando una baja actividad. Clonamos el LipA maduro con su chaperona Lif truncada en un plásmido dual y sobreexpresamos la enzima en dos cepas de E. coli: la tradicional BL21 (DE3) y la cepa SHuffle®, diseñadas para producir enlaces disulfuro citoplasmáticos estables. Evaluamos el efecto del enlace disulfuro en la estabilidad de LipA usando dinámica molecular. Expresamos LipA con éxito en isopropil β-d-1-tio-galactopiranósido (IPTG) y en condiciones de autoinducción lenta. SHuffle LipA mostró una mayor actividad residual a 45 °C y una mayor hiperactivación después de la incubación con etanol que la enzima producida por E. coli BL21 (DE3). Por el contrario, este último fue ligeramente más estable en metanol al 50 % y al 60 % (t½: 49,5 min y 9 min) que el SHuffle LipA (t½: 31,5 min y 7,4 min). Las simulaciones de dinámica molecular mostraron que la eliminación del enlace disulfuro provocó que algunas regiones de LipA se volvieran menos flexibles y otras más flexibles, lo que afectó significativamente el cierre del párpado y expuso parcialmente el sitio activo en todo momento

Preparation and Characterization of an Electrospun Whey Protein/Polycaprolactone Nanofiber Membrane for Chromium Removal from Water

Chromium pollution represents a worldwide concern due to its high toxicity and bioaccumulation in organisms and ecosystems. An interesting material to remove metal ions from water is a whey-protein-based material elaborated by electrospinning, which is an emerging method to produce adsorbent membranes with diverse applications. The aim of this study was to prepare an adsorbent membrane of whey protein isolate (WPI) and polycaprolactone (PCL) by electrospinning to remove chromium ions from water. The adsorbent membrane was synthesized by a central composed design denaturing WPI using 2-Mercaptoethanol and mixing it with PCL to produce electrospun nanofibers. The adsorbent membrane was characterized by denaturation, Scanning Electron Microscope, Fourier-Transform Infrared Spectroscopy, Contact Angle, Thermogravimetric Analysis, and X-ray Photoelectron Spectrometry. The adsorption properties of this membrane were assessed in the removal of chromium. The removal performance of the membrane was enhanced by an increase in temperature showing an endothermic adsorption process. The adsorption process of chromium ions onto the nanofiber membrane followed the Sips adsorption isotherm, while the adsorption kinetics followed a pseudo-second kinetics where the maximum adsorption capacity was 31.0 mg/g at 30 °C and pH 2. This work provides a novel method to fabricate a hybrid membrane with amyloid-type fibrils of WPI and PCL, which is a promising adsorbent to remove heavy metal ions from water

Introducing the Mangrove Microbiome Initiative: Identifying Microbial Research Priorities and Approaches To Better Understand, Protect, and Rehabilitate Mangrove Ecosystems.

Mangrove ecosystems provide important ecological benefits and ecosystem services, including carbon storage and coastline stabilization, but they also suffer great anthropogenic pressures. Microorganisms associated with mangrove sediments and the rhizosphere play key roles in this ecosystem and make essential contributions to its productivity and carbon budget. Understanding this nexus and moving from descriptive studies of microbial taxonomy to hypothesis-driven field and lab studies will facilitate a mechanistic understanding of mangrove ecosystem interaction webs and open opportunities for microorganism-mediated approaches to mangrove protection and rehabilitation. Such an effort calls for a multidisciplinary and collaborative approach, involving chemists, ecologists, evolutionary biologists, microbiologists, oceanographers, plant scientists, conservation biologists, and stakeholders, and it requires standardized methods to support reproducible experiments. Here, we outline the Mangrove Microbiome Initiative, which is focused around three urgent priorities and three approaches for advancing mangrove microbiome research