Improvement of simultaneous Cr(VI) and phenol removal by an immobilised bacterial consortium and characterisation of biodegradation products

Microbial bioremediation emerged some decades ago as an eco-friendly technology to restore polluted sites. Traditionally, the search for microorganisms suitable for bioremediation has been based on the selection of isolated strains able to remove a specific type of pollutant. However, this strategy has now become obsolete, since co-pollution is a global reality. Thus, current studies attempt to find bacterial cultures capable of coping with a mixture of organic and inorganic compounds. In this sense, the bacterial consortium SFC 500-1 has demonstrated efficiency for Cr(VI) and phenol removal, both of which are found in many industrial wastewaters. In the present study, the ability of SFC 500-1 for simultaneous removal was improved through its entrapment in a Ca-alginate matrix. This strategy led to an increased removal of Cr(VI), which was partially reduced to Cr(III). Immobilised cells were able to tolerate and degrade phenol up to 1,500 mg/l at high rates, forming catechol and cis,cis-muconate as oxidation intermediates. Successful removal potential through 5 cycles of reuse, as well as after long-term storage, was another important advantage of the immobilised consortium. These characteristics make SFC 500-1 an interesting system for potential application in the biotreatment of co-polluted effluents.Fil: Ontañon, Ornella Mailén. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas Fisicoquímicas y Naturales; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: González, Paola Solange. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas Fisicoquímicas y Naturales; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Barros, Germán Gustavo. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas Fisicoquímicas y Naturales; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Agostini, Elizabeth. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas Fisicoquímicas y Naturales; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentin

Optimization of cellobiohydrolase production and secretome analysis of Trametes villosa LBM 033 suitable for lignocellulosic bioconversion

The production of bioethanol from lignocellulosic biomass comprises the enzymatic hydrolysis of lignocellulosic structures by three major cellulases. Among them, cellobiohydrolases are considered to be key enzymes playing a significant role on cellulose degradation. The ability to produce lignocellulolytic enzymes by fungi such as Trametes villosa makes them appropriate degraders for large-scale applications. In this context, the aim of this study was to obtain and characterize a cellobiohydrolase-enriched extracellular extract of T. villosa LBM 033 (Misiones, Argentina), which is suitable for the enzymatic hydrolysis of lignocellulosic residues. The effect of carbon and nitrogen sources on cellobiohydrolase activity was evaluated using experimental designs and a culture medium was optimized to obtain a cellobiohydrolase-enriched extract suitable for the hydrolysis of lignocellulosic biomass. Moreover, by secretome analysis, nine enzymes involved in lignocellulosic biomass degradation were identified under the optimized conditions; among them is a cellobiohydrolase II from the glycosil-hydrolase 6 family.Fil: Coniglio, Romina Olga. Universidad Nacional de Misiones. Facultad de Ciencias Exactas Químicas y Naturales. Departamento de Bioquímica Clínica. Laboratorio de Biotecnología Molecular; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Nordeste; ArgentinaFil: Burgos Fonseca, María Isabel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Nordeste; Argentina. Universidad Nacional de Misiones. Facultad de Ciencias Exactas Químicas y Naturales. Departamento de Bioquímica Clínica. Laboratorio de Biotecnología Molecular; ArgentinaFil: Díaz, Gabriela Verónica. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Nordeste; Argentina. Universidad Nacional de Misiones. Facultad de Ciencias Exactas Químicas y Naturales. Departamento de Bioquímica Clínica. Laboratorio de Biotecnología Molecular; ArgentinaFil: Ontañon, Ornella Mailén. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro Nacional de Investigaciones Agropecuarias Castelar. Centro de Investigación en Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Biotecnología; ArgentinaFil: Ghio, Silvina. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro Nacional de Investigaciones Agropecuarias Castelar. Centro de Investigación en Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Biotecnología; ArgentinaFil: Campos, Eleonora. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro Nacional de Investigaciones Agropecuarias Castelar. Centro de Investigación en Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Biotecnología; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Zapata, Pedro Dario. Universidad Nacional de Misiones. Facultad de Ciencias Exactas Químicas y Naturales. Departamento de Bioquímica Clínica. Laboratorio de Biotecnología Molecular; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Nordeste; Argentin

Synergic activity of Cel8Pa β-1,4 endoglucanase and Bg1Pa β-glucosidase from Paenibacillus xylanivorans A59 in beta-glucan conversion

In the efficient bioconversion of polysaccharides from lignocellulosic biomass, endoglucanases and β-glucosidases are key enzymes for the deconstruction of β-glucans. In this work, we focused on a GH8 endoglucanase (Cel8Pa) and a GH1 β-glucosidase (Bg1Pa) from Paenibacillus xylanivorans A59. Cel8Pa was active on a broad range of substrates, such as β-glucan from barley (24.5 IU/mg), lichenan (17.9 IU/mg), phosphoric acid swollen cellulose (PASC) (9.7 IU/mg), carboxi-methylcellulose (CMC) (7.3 IU/mg), chitosan (1.4 IU/mg) and xylan (0.4 IU/mg). Bg1Pa was active on cellobiose (C2) and cello-oligosaccharides up to C6, releasing glucose as the main product. When both enzymes were used jointly, there was a synergic effect in the conversion rate of polysaccharides to glucose. Cel8Pa and Bg1Pa presented important properties for simultaneous saccharification and fermentation (SSF) processes in second generation bioethanol production, such as tolerance to high concentration of glucose and ethanol.Fil: Ghio, Silvina. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación En Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular; ArgentinaFil: Bradanini, María B.. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación En Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular; ArgentinaFil: Garrido, Mercedes María. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación En Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular; ArgentinaFil: Ontañon, Ornella Mailén. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación En Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular; ArgentinaFil: Piccinni, Florencia Elizabeth. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación En Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular; ArgentinaFil: Marrero Diaz de Villegas, Rubén. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación En Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular; ArgentinaFil: Talia, Paola Monica. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación En Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular; ArgentinaFil: Campos, Eleonora. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación En Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular; Argentin

Neotropical termite microbiomes as sources of novel plant cell wall degrading enzymes

In this study, we used shotgun metagenomic sequencing to characterise the microbial metabolic potential for lignocellulose transformation in the gut of two colonies of Argentine higher termite species with different feeding habits, Cortaritermes fulviceps and Nasutitermes aquilinus. Our goal was to assess the microbial community compositions and metabolic capacity, and to identify genes involved in lignocellulose degradation. Individuals from both termite species contained the same five dominant bacterial phyla (Spirochaetes, Firmicutes, Proteobacteria, Fibrobacteres and Bacteroidetes) although with different relative abundances. However, detected functional capacity varied, with C. fulviceps (a grass-wood-feeder) gut microbiome samples containing more genes related to amino acid metabolism, whereas N. aquilinus (a wood-feeder) gut microbiome samples were enriched in genes involved in carbohydrate metabolism and cellulose degradation. The C. fulviceps gut microbiome was enriched specifically in genes coding for debranching- and oligosaccharide-degrading enzymes. These findings suggest an association between the primary food source and the predicted categories of the enzymes present in the gut microbiomes of each species. To further investigate the termite microbiomes as sources of biotechnologically relevant glycosyl hydrolases, a putative GH10 endo-β-1,4-xylanase, Xyl10E, was cloned and expressed in Escherichia coli. Functional analysis of the recombinant metagenome-derived enzyme showed high specificity towards beechwood xylan (288.1 IU/mg), with the optimum activity at 50 °C and a pH-activity range from 5 to 10. These characteristics suggest that Xy110E may be a promising candidate for further development in lignocellulose deconstruction applications.Fil: Romero Victorica, Matias. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación en Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular; ArgentinaFil: Soria, Marcelo Abel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones en Biociencias Agrícolas y Ambientales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Agronomía. Instituto de Investigaciones en Biociencias Agrícolas y Ambientales; ArgentinaFil: Batista García, Ramón Alberto. Universidad Autónoma del Estado de Morelos.; MéxicoFil: Ceja Navarro, Javier A.. Lawrence Berkeley National Laboratory; Estados UnidosFil: Vikram, Surendra. University of the Witwatersrand; SudáfricaFil: Ortiz, Maximiliano. University of Pretoria; SudáfricaFil: Ontañon, Ornella Mailén. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación en Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular; ArgentinaFil: Ghio, Silvina. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación en Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular; ArgentinaFil: Martínez Ávila, Liliana. Universidad Autónoma del Estado de Morelos.; MéxicoFil: Quintero García, Omar Jasiel. Universidad Autónoma del Estado de Morelos.; MéxicoFil: Etcheverry, Clara. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Exactas Naturales y Agrimensura. Departamento de Biología. Cátedra Biología de los Invertebrados; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Campos, Eleonora. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación en Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular; ArgentinaFil: Cowan, Donald Arthur. University of Pretoria; SudáfricaFil: Arneodo Larochette, Joel Demián. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación en Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular; ArgentinaFil: Talia, Paola Monica. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación en Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular; Argentin

Optimization of simultaneous removal of Cr (VI) and phenol by a native bacterial consortium: Its use for bioaugmentation of co-polluted effluents

Aims: This study was designed to isolate, identify and characterize micro-organisms or mixed cultures capable of simultaneously removing Cr (VI) and phenol in the surrounding area of a tannery localized in Elena, Córdoba, Argentina. In addition, nutritional and physical factors were optimized in order to improve the removal efficiency in a real effluent. Methods and Results: The consortium SFC 500-1, composed of two bacterial strains belonging to Acinetobacter and Bacillus genus, was isolated from the heavily polluted wastewater discharge channel of a local tannery. SFC 500-1 was able to remove phenol at environmentally relevant concentrations (1000 mg l-1) and reduce Cr (VI) to Cr (III), which was immobilized in the bacterial biomass. The consortium simultaneously removed these contaminants under a wide range of physicochemical conditions and different growth media, even in a tannery effluent. Conclusion: The ability of SFC 500-1 to simultaneously reduce Cr (VI) and degrade phenol in different synthetic growth media and even in the effluent from which it was isolated with high efficiency makes this consortium a potential candidate for the biotreatment of effluents. Significance and Impact of the Study: This finding is important, taking into account that industrial effluents present complex mixtures of toxic substances as well as native flora which often affect the bioremediation process. Considering the ecological advantages of using native bacteria for bioremediation, as well as the high efficiency of the consortium SFC 500-1 to simultaneously remove Cr (VI) and phenol, this could be a suitable biological system to improve the biotreatment of polluted effluents through a bioaugmentation strategy.Fil: Ontañon, Ornella Mailén. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba; Argentina. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas Fisicoquímicas y Naturales. Departamento de Biología Molecular; ArgentinaFil: González, Paola Solange. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba; Argentina. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas Fisicoquímicas y Naturales. Departamento de Biología Molecular; ArgentinaFil: Agostini, Elizabeth. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba; Argentina. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas Fisicoquímicas y Naturales. Departamento de Biología Molecular; Argentin

Identification of the main mechanisms involved in the tolerance and bioremediation of Cr(VI) by Bacillus sp. SFC 500-1E

Chromium pollution is a problem that affects different areas worldwide and, therefore, must be solved. Bioremediation is a promising alternative to treat environmental contamination, but finding bacterial strains able to tolerate and remove different contaminants is a major challenge, since most co-polluted sites contain mixtures of organic and inorganic substances. In the present work, Bacillus sp. SFC 500-1E, isolated from the bacterial consortium SFC 500-1 native to tannery sediments, showed tolerance to various concentrations of different phenolic compounds and heavy metals, such as Cr(VI). This strain was able to efficiently remove Cr(VI), even in the presence of phenol. The detection of the chrA gene suggested that Cr(VI) extrusion could be a mechanism that allowed this strain to tolerate the heavy metal. However, reduction through cytosolic NADH-dependent chromate reductases may be the main mechanism involved in the remediation. The information provided in this study about the mechanisms through which Bacillus sp. SFC 500-1E removes Cr(VI) should be taken into account for the future application of this strain as a possible candidate to remediate contaminated environments.Fil: Ontañon, Ornella Mailén. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas Fisicoquímicas y Naturales. Departamento de Biología Molecular; ArgentinaFil: Fernandez, Marilina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas Fisicoquímicas y Naturales. Departamento de Biología Molecular; ArgentinaFil: Agostini, Elizabeth. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas Fisicoquímicas y Naturales. Departamento de Biología Molecular; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: González, Paola S.. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas Fisicoquímicas y Naturales. Departamento de Biología Molecular; Argentin

Brassica napus hairy roots and rhizobacteria for phenolic compounds removal

Phenolic compounds are contaminants frequently found in water and soils. In the last years, some technologies such as phytoremediation have emerged to remediate contaminated sites. Plants alone are unable to completely degrade some pollutants; therefore, their association with rhizospheric bacteria has been proposed to increase phytoremediation potential, an approach called rhizoremediation. In this work, the ability of two rhizobacteria, Burkholderia kururiensis KP 23 and Agrobacterium rhizogenes LBA 9402, to tolerate and degrade phenolic compounds was evaluated. Both microorganisms were capable of tolerating high concentrations of phenol, 2,4-dichlorophenol (2,4- DCP), guaiacol, or pentachlorophenol (PCP), and degrading different concentrations of phenol and 2,4-DCP. Association of these bacterial strains with B. napus hairy roots, as model plant system, showed that the presence of both rhizospheric microorganisms, along with B. napus hairy roots, enhanced phenol degradation compared to B. napus hairy roots alone. These findings are interesting for future applications of these strains in phenol rhizoremediation processes, with whole plants, providing an efficient, economic, and sustainable remediation technology.Fil: González, Paola Solange. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas Fisicoquímicas y Naturales. Departamento de Biología Molecular; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Ontañon, Ornella Mailén. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas Fisicoquímicas y Naturales. Departamento de Biología Molecular; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Armendariz, Ana Laura. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas Fisicoquímicas y Naturales. Departamento de Biología Molecular; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Talano, Melina Andrea. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas Fisicoquímicas y Naturales. Departamento de Biología Molecular; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Paisio, Cintia Elizabeth. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas Fisicoquímicas y Naturales. Departamento de Biología Molecular; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Agostini, Elizabeth. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas Fisicoquímicas y Naturales. Departamento de Biología Molecular; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentin

Transgenic plants and hairy roots: exploiting the potential of plant species to remediate contaminants

Phytoremediation has emerged as an attractive methodology to deal with environmental pollution, which is a serious worldwide problem. Although important advances have been made in this research field, there are still some drawbacks to become a widely used practice, such as the limited plant's metabolic rate and their difficulty to break down several organic compounds or to tolerate/accumulate heavy metals. However, biotechnology has opened new gateways in phytoremediation research by offering the opportunity for direct gene transfer to enhance plant capabilities for environmental cleanup. In this context, hairy roots (HRs) have emerged as an interesting model system to explore the potential of plants to remove inorganic and organic pollutants. Besides, their use in rhizoremediation studies has also been explored. In this minireview we will discuss the most recent advances using genetic engineering for enhancing phytoremediation capabilities of plants and HRs.Fil: Ibañez, Sabrina Guadalupe. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas Fisicoquímicas y Naturales. Departamento de Biología Molecular; ArgentinaFil: Talano, Melina Andrea. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas Fisicoquímicas y Naturales. Departamento de Biología Molecular; ArgentinaFil: Ontañon, Ornella Mailén. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas Fisicoquímicas y Naturales. Departamento de Biología Molecular; ArgentinaFil: Suman, Jachym. University of Chemistry and Technology; República ChecaFil: Medina, Maria Ines. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas Fisicoquímicas y Naturales. Departamento de Biología Molecular; ArgentinaFil: Macek, Tomas. University of Chemistry and Technology; República ChecaFil: Agostini, Elizabeth. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas Fisicoquímicas y Naturales. Departamento de Biología Molecular; Argentin

EcXyl43 β-xylosidase: molecular modeling, activity on natural and artificial substrates, and synergism with endoxylanases for lignocellulose deconstruction

Biomass hydrolysis constitutes a bottleneck for the biotransformation of lignocellulosic residues into bioethanol and high-value products. The efficient deconstruction of polysaccharides to fermentable sugars requires multiple enzymes acting concertedly. GH43 β-xylosidases are among the most interesting enzymes involved in hemicellulose deconstruction into xylose. In this work, the structural and functional properties of β-xylosidase EcXyl43 from Enterobacter sp. were thoroughly characterized. Molecular modeling suggested a 3D structure formed by a conserved N-terminal catalytic domain linked to an ancillary C-terminal domain. Both domains resulted essential for enzymatic activity, and the role of critical residues, from the catalytic and the ancillary modules, was confirmed by mutagenesis. EcXyl43 presented β-xylosidase activity towards natural and artificial substrates while arabinofuranosidase activity was only detected on nitrophenyl α-L-arabinofuranoside (pNPA). It hydrolyzed xylobiose and purified xylooligosaccharides (XOS), up to degree of polymerization 6, with higher activity towards longer XOS. Low levels of activity on commercial xylan were also observed, mainly on the soluble fraction. The addition of EcXyl43 to GH10 and GH11 endoxylanases increased the release of xylose from xylan and pre-treated wheat straw. Additionally, EcXyl43 exhibited high efficiency and thermal stability under its optimal conditions (40 °C, pH 6.5), with a half-life of 58 h. Therefore, this enzyme could be a suitable additive for hemicellulases in long-term hydrolysis reactions. Because of its moderate inhibition by monomeric sugars but its high inhibition by ethanol, EcXyl43 could be particularly more useful in separate hydrolysis and fermentation (SHF) than in simultaneous saccharification and co-fermentation (SSCF) or consolidated bioprocessing (CBP).Fil: Ontañon, Ornella Mailén. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación en Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Biotecnología; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Ghio, Silvina. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación de Recursos Naturales. Instituto de Suelos; ArgentinaFil: Marrero Díaz de Villegas, Rubén. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación en Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Biotecnología; ArgentinaFil: Piccinni, Florencia Elizabeth. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación en Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Biotecnología; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Talia, Paola Monica. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación en Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Biotecnología; ArgentinaFil: Cerutti, Maria Laura. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; ArgentinaFil: Campos, Eleonora. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación en Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Biotecnología; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentin

A thermostable GH8 endoglucanase of Enterobacter sp. R1 is suitable for β- glucan deconstruction

Glycoside hydrolase family 8 (GH8) includes endoglucanases, lichenases, chitosanases and xylanases, which are essential for polysaccharides breakdown. In this work, we studied a thermally stable GH8 from the cellulose synthase complex of Enterobacter sp. R1, for deconstruction of β-glucans. The biochemical characterization of the recombinant GH8ErCel showed high specificity towards barley β-glucan and lichenan and lower activity on carboxymethylcellulose and swollen cellulose, yielding different length oligosaccharides. By molecular modeling, six conserved subsites for glucose binding and some possible determinants for its lack of xylanase and chitosanase activity were identified. GH8ErCel was active at a broad range of pH and temperature and presented remarkable stability at 60 °C. Additionally, it hydrolyzed β-glucan from oat and wheat brans mainly to tri- and tetraoligosaccharides. Therefore, GH8ErCel may be a good candidate for enzymatic deconstruction of β-glucans at high temperature in food and feed industries, including the production of prebiotics and functional foods.Instituto de BiotecnologíaFil: Ontañon, Ornella Mailén. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Biotecnología; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Ghio, Silvina. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Biotecnología; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Marrero Diaz de Villegas, Rubén. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Biotecnología; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Garrido, Mercedes Maria. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Biotecnología; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Talia, Paola Mónica. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Biotecnología; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Fehér, Csaba. Budapest University of Technology and Economics. Faculty of Chemical Technology and Biotechnology. Department of Applied Biotechnology and Food Science. Biorefinery Research Group; HungríaFil: Campos, Eleonora. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Biotecnología; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentin