Recherche et étude biochimique des xylanases chez des nouvelles souches d'actinomycétes isolées à partir de la région de souk ahras

Abstract

Xylanases are enzymes belonging to the glycoside hydrolase family, capable of hydrolyzing the β-1,4-xylosidic bonds of xylan, a hemicellulose present in the cell wall of plants. In the context of xylanolytic enzyme production in microorganisms, four mesophilic actinomycete strains S213, S331, S551 and S123 were tested for their ability to produce xylanases. To this end, the strains were grown on wheat bran-based solid media, used as a xylan-rich carbon source. Xylanolytic activity was demonstrated by qualitative and quantitative tests. Qualitative tests revealed the formation of clear halos around colonies, indicating xylan degradation, confirming that all four strains studied are capable of producing xylanases. Of these, strain S551 proved the most active, with an enzymatic activity of 298.46 IU/ml. It was therefore selected for the production and characterization of secreted xylanases. Biochemical characterization of the enzymes produced showed that the pH optimum is 7, and the optimum temperature for enzymatic activity is 30°C. The effect of certain metal ions on enzyme activity was also studied: activity was stimulated by Mn²⁺ and Mg²⁺, and inhibited by Sn²⁺ and Fe³⁺. These results suggest that strain S551 has proved to be an excellent producer of xylanases, with enzymatic properties of interest for biotechnological applications, notably in the fields of pulp bleaching and biofuel production. ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- يعد الغزيلاناز من الإنزيمات التابعة لعائلة الهيدرولازات الغليكوزيدية، وهي قادرة على تحفيز التحلل المائي للروابط الغزيلوسيدة β-1,4في الغزيلان، وهو متعدد سكريات موجود في الجدار الخلوي للنباتات. في إطار دراسة إنتاج إنزيمات الغزيلاناز لدى الكائنات الحية الدقيقة، تم اختبار أربع سلالات من الأكتينوميسات المحبة للحرارة المتوسطة: S213، S331، S551، وS123، من حيث قدرتها على إنتاج الغزيلاناز. لتحقيق ذلك، زُرعت السلالات على أوساط صلبة تحتوي على نخالة القمح كمصدر غني بالغزيلان. تم الكشف عن النشاط الغزيلانوليتيكي من خلال اختبارات نوعية وكمية. أظهرت الاختبارات النوعية تكوّن هالات شفافة حول المستعمرات، مما يشير إلى تحلل الغزيلان، ويؤكد أن السلالات الأربع قادرة على إنتاج الغزيلاناز. من بين هذه السلالات، أظهرت السلالة S551 أعلى نشاط إنزيمي قدره 298.46 وحدة دولية/مل، لذا تم اختيارها لانتاج الغزيلاناز ومعرفة بعض خصائصه الكيميائية. أظهرت دراسة الخصائص البيوكيميائية للإنزيمات المنتَجة أن درجة الحموضة المثلى هي 7، ودرجة الحرارة المثلى لنشاط الإنزيم هي 30 درجة مئوية. كما تمت دراسة تأثير بعض الأيونات المعدنية على النشاط الإنزيمي: لوحظ زيادة النشاط بواسطة Mn²⁺وMg²⁺،وتثبيطهبواسطة Sn²⁺وFe³⁺. تشير هذه النتائج إلى أن السلالة S551 تُعد منتِجًا ممتازًا الغزيلاناز ، وتتميز بخصائص إنزيمية واعدة لتطبيقات التكنولوجيا الحيوية، لا سيما في مجالي تبييض الورق وإنتاج الوقود الحيوي. ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ Les xylanases sont des enzymes appartenant à la famille des glycosideshydrolases, capables d'hydrolyser les liaisons β-1,4-xylosidiques du xylane, un hémicellulose présent dans la paroi cellulaire des végétaux. Dans le cadre de la production d’enzymes xylanolytiques chez les microorganismes, quatre souches d’actinomycètes mésophiles S213, S331, S551 et S123 ont été testées pour leur capacité à produire des xylanases. Pour cela, les souches ont été cultivées sur des milieux solides à base de son de blé, utilisé comme source de carbone riche en xylane. L’activité xylanolytique a été mise en évidence par des tests qualitatifs et quantitatifs. Les tests qualitatifs ont révélé la formation de halos clairs autour des colonies, indiquant la dégradation du xylane, ce qui confirme que les quatre souches étudiées sont capables de produire des xylanases. Parmi elles, la souche S551 s’est révélée la plus active, avec une activité enzymatique de 298,46 UI/ml. Elle a donc été sélectionnée pour la production et la caractérisation des xylanases sécrétées. La caractérisation biochimique des enzymes produites a montré que l’optimum de pH est de 7, et la température optimale d’activité enzymatique est de 30 °C. L’effet de certains ions métalliques sur l’activité enzymatique a également été étudié : l’activité est stimulée par Mn²⁺ et Mg²⁺, et inhibée par Sn²⁺ et Fe³⁺. Ces résultats suggèrent que La souche S551 s’est révélée être un excellent producteur des xylanases, avec des propriétés enzymatiques intéressantes pour des applications biotechnologiques, notamment dans les domaines du Blanchiment de la pâte à papieret la Production de biocarburants.