Mantar Endoglucanase Faaliyet Yüksek Verimli Tarama Escherichia coli</em
Summary
Biz mantar endoglucanase faaliyet için ekran için düşük maliyetli, yüksek verim yöntemi tarif<em> E. coli.</em> Bu yöntem, substrat bozulması basit bir görsel okuma dayanır enzim saflaştırma gerektirmez ve yüksek ölçeklenebilir. Bu enzim varyantlarının büyük kütüphanelerin hızlı bir tarama sağlar.
Abstract
Selülaz enzimleri (endoglucanases, cellobiohydrolases ve β-glukozidaz) da yakıt alkoller 1 dönüştürülebilir bileşeni şekerlerin içine hidroliz selüloz. Selülozik biyokütle yenilenebilir enerji sağlamak için enzimatik hidroliz potansiyeli, ekonomik yakıt üretimi 2 için sellülazlar mühendisi çabaları yoğunlaşmıştır . Özellikle ilgi çekici olan, gıda ve tekstil işleme endüstride kullanılan mantar sellülazlar 3-8, .
Mutant sellülazlar bir kütüphane arasında aktif varyantları belirlenmesi mühendislik süreci için kritik; aktif mutantlar, daha gelişmiş özellikler ve / için test veya ek mutagenez maruz olabilir. Etkin mühendislik mantar sellülazlar yerli organizmalar için genetik araçları eksikliği ve enzimler heterolog hosts ifade zorluklar engel olmuştur. Son zamanlarda, Morikawa ve arkadaşları E. ifade etmek için bir yöntem geliştirdi coli H. jecorina 3,9, büyük miktarlarda sellülazlar salgılaması için kapasitesi ile önemli bir sanayi mantar endoglucanases katalitik etki. Fonksiyonel E. coli ifade Macrophomina phaseolina 10 ve Phanerochaete chrysosporium 11-12 dahil olmak üzere diğer mantar, sellülazlar için de rapor edilmiştir.
Biz E. mantar endoglucanase aktivitesi yüksek kapasiteli tarama için bir yöntem mevcut coli. (Şekil 1) Bu yöntem katı ortamda büyüyen hücreleri tarafından karboksimetil selüloz (CMC) enzimatik bozulma görselleştirmek için ortak bir mikrobiyal boya Kongo Red (CR) kullanır . Aktivite assay ucuz reaktifler, minimal manipülasyon gerektirir ve koloni yerinde bozulması bölgeleri ("haleler") olarak net sonuçlar verir. Enzimatik aktivite nicel bir ölçüsüdür bu yöntemle tespit edilemez olsa da, biz hale boyutu hücredeki toplam enzimatik aktivite ile ilişkili olduğunu buldular. Ayrıca bireysel pozitif klonların karakterizasyonu, bağıl protein spor belirleyecektir.
Geleneksel tüm bakteri hücre CMC / CR faaliyet deneyleri 13, koloniler, çapraz kontaminasyon, ya da büyük ölçekli deneyler daha az yatkın olan CMC agar kuyu, kuluçka kültürleri konu üzerine agar içeren CMC dökme içerir. Burada selülaz aktivitesi için 14 mevcut yıkama yöntemleri değiştiren gelişmiş bir protokol raporu: CMC agar plakaları yetiştirilen hücreler CR boyama önce kaldırılır. Bizim protokol çapraz bulaşmayı önemli ölçüde azaltır ve binlerce klon hızlı bir tarama sağlayan, son derece ölçeklenebilir. H. yanı sıra jecorina enzimler, biz dile getirdiler ve bu protokol organizmaların bir dizi enzimler için geçerli olduğunu düşündüren, Thermoascus aurantiacus ve Penicillium decumbens (Şekil 2'de gösterildiği gibi) endoglucanase varyantları gösterildi.
Protocol
Discussion
Burada açıklanan protokol minimal manipülasyon, aktif enzimler hızlı ve yüksek verimlilik kimlik sağlar. Hareketi algılama oldukça duyarlıdır ve niteliksel olarak hücre içinde aktivite miktarını yansıtır. Kullanım kolaylığı, sadece E. fonksiyonel ifadesi ile sınırlı, geniş bir enzim kütüphaneler için bu yöntemi uygun hale getirir coli. Ayrıca, bu tür aktivite tarama mantar sellülazlar sınırlı değildir, ancak herhangi bir endoglucanase faaliyet için adapte edilebilir…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Bu çalışma, Gordon ve Betty Moore Vakfı tarafından ve UNCF / Merck Bilim Girişimi tarafından finanse edildi.
Materials
| Reagent | Company | Product number |
|---|---|---|
| IPTG | Sigma | I1284 |
| Congo Red | Sigma | C6277 |
| Carboxymethyl Cellulose | Sigma | 360384 |
| NaCl | Sigma | S1679 |
| Bacto-agar | BD Biosciences | 214030 |
| Bioassay plates | Thermo Scientific | 240845 |
Referências
- Atsumi, S., Hanai, T., Liao, J. C. Non-fermentative pathways for synthesis of branched-chain higher alcohols as biofuels. Nature. 451, 86-89 (2008).
- Wilson, D. B. Cellulases and biofuels. Curr Opin Biotechnol. 20, 295-299 (2009).
- Qin, Y. Engineering endoglucanase II from Trichoderma reesei to improve the catalytic efficiency at a higher pH optimum. J Biotechnol. 135, 190-195 (2008).
- Nakazawa, H. Directed evolution of endoglucanase III (Cel12A) from Trichoderma reesei. Appl Microbiol Biotechnol. 83, 649-657 (2009).
- Heinzelman, P. A family of thermostable fungal cellulases created by structure-guided recombination. Proc Natl Acad Sci. 106, 5610-5615 (2009).
- Heinzelman, P. SCHEMA recombination of a fungal cellulase uncovers a single mutation that contributes markedly to stability. J Biol Chem. 284, 26229-26233 (2009).
- Lantz, S. E. Hypocrea jecorina CEL6A protein engineering. Biotechnol Biofuels. 8, 3-20 (2010).
- Mahadevan, S. A. Site-directed mutagenesis and CBM engineering of Cel5A (Thermotoga maritima). FEMS Microbiol Lett. 287, 205-211 (2008).
- Nakazawa, H. Characterization of the catalytic domains of Trichoderma reesei endoglucanase I, II, and III, expressed in Escherichia coli. Appl Microbiol Biotechnol. 81, 681-689 (2008).
- Wang, H., Jones, R. W. Properties of the Macrophomina phaseolina endoglucanase (EGL 1) gene product in bacterial and yeast expression systems. Appl Biochem Biotechnol. 81, 153-160 (1999).
- Howard, R. L. Enzyme activity of a Phanerochaete chrysosporium cellobiohydrolase (CBHI.1) expressed as a heterologous protein from Escherichia coli. Afr J Biotechnol. 2, 296-300 (2003).
- Howard, . Characterisation of a chimeric Phanerochaete chrysosporium cellobiohydrolase expressed from Escherichia coli. Afr J Biotechnol. 3, 349-352 (2004).
- Teather, R. M., Wood, P. J. Use of Congo red-polysaccharide interactions in enumeration and characterization of cellulolytic bacteria from the bovine rumen. Appl Env Microbiol. 43, 777-780 (1982).
- Gilkes, N. R. Mode of action and substrate specificities of cellulases from cloned bacterial genes. J Bio Chem. 259, 10455-10459 (1984).
