シッキムヒマラヤの精神栄養細菌から精製された広い温度範囲で活性なリパーゼと洗浄剤の処方への応用の可能性

A Broad Temperature Active Lipase Purified From a Psychrotrophic Bacterium of Sikkim Himalaya With Potential Application in Detergent Formulation.

• Anil Kumar
• Srijana Mukhia
• Neeraj Kumar
• Vishal Acharya
• Sanjay Kumar
• Rakshak Kumar

抄録

広範囲の温度と基質範囲にまたがる活性を持つ細菌性リパーゼは、いくつかの産業上のアプリケーションを持っています。以前にシッキム・ヒマラヤから報告された効率的な酵素産生細菌 ERMR1:04 は、低温適応リパーゼの精製と特性評価のために探索されました。1%(v/v)米ぬか油、pH7、20℃で最適なリパーゼ産生が観察された。サイズ排除クロマトグラフィーと疎水性相互作用クロマトグラフィーにより、酵素は最大21.3倍まで精製され、モノマー単位39.8kDaの250kDaの六量体タンパク質であると予測された。精製したリパーゼのMALDI-TOF-MS分析の結果、α/βヒドロラーゼ（リパーゼスーパーファミリー）との類似性が最大であった。精製された酵素の生化学的特性は、最適なpH(8.0)、温度(37℃)、および5〜65℃の温度範囲での活性を明らかにした。試験した金属(CuとFeを除く)は酵素活性を高め、5%(v/v)メタノールとイソプロパノールに耐性があった。Km及びVmax値は、-ニトロフェニルパルミチン酸の場合、それぞれ0.104mM及び3.58U/mgと決定された。バイオインフォマティクス解析もまた、酵素の広い温度と基質特異性を予測することで知見を裏付けた。精製されたリパーゼと通常の市販洗剤との適合性は、その多様な温度と基質範囲と相まって、与えられた酵素は、潜在的な洗剤処方のための有望な生体触媒になります。

Bacterial lipases with activity spanning over a broad temperature and substrate range have several industrial applications. An efficient enzyme-producing bacterium ERMR1:04, previously reported from Sikkim Himalaya, was explored for purification and characterization of cold-adapted lipase. Optimum lipase production was observed in 1% (v/v) rice bran oil, pH 7 at 20°C. Size exclusion and hydrophobic interaction chromatography purified the enzyme up to 21.3-fold predicting it to be a hexameric protein of 250 kDa, with 39.8 kDa monomeric unit. MALDI-TOF-MS analysis of the purified lipase showed maximum similarity with alpha/beta hydrolase (lipase superfamily). Biochemical characterization of the purified enzyme revealed optimum pH (8.0), temperature (37°C) and activity over a temperature range of 5-65°C. The tested metals (except Cu and Fe) enhanced the enzyme activity and it was tolerant to 5% (v/v) methanol and isopropanol. The Km and Vmax values were determined as 0.104 mM and 3.58 U/mg, respectively for -nitrophenyl palmitate. Bioinformatics analysis also supported findings by predicting enzyme's broad temperature and substrate specificity. The compatibility of the purified lipase with regular commercial detergents, coupled with its versatile temperature and substrate range, renders the given enzyme a promising biocatalyst for potential detergent formulations.

Copyright © 2020 Kumar, Mukhia, Kumar, Acharya, Kumar and Kumar.