Etude biochimique des xylanases chez une souche d’actinomycète thermophile DATM isolée à partir de Sebkha de la région de M’Sila

Abstract

Xylanases are the main glycoside hydrolases that cleave the β-1,4-D-xylosidic bonds of the complex polysaccharide xylan. Microbial xylanases exhibit varied and interesting biochemical properties, making them suitable for a variety of industrial and biotechnological applications. In this work, we report on the screening and characterization of certain physicochemical properties of xylanolytic enzymes produced by a thermophilic actinomycete strain DATM on wheat bran-based media. In order to obtain a partially purified enzyme preparation, the fermentation juice was first subjected to cold acetone precipitation, and the best condition for xylanase precipitation was obtained at 20% acetone concentration. Biochemical characterization of the enzymes showed optimal activity at 60°C and pH 11 using Birchwood xylan. Xylanase activity was stimulated by Mg2+, Na2+, Mn2+ and Co2+ at a concentration of 10 mM, but strongly inhibited in the presence of Sn2+ and Fe3+. After characterization, the yield of partially purified xylanase activity was increased by 339% of enzymatic activity and 243% of specific activity, compared to initial activity. These activities were estimated at 1230.6 IU/ml and 12.48 IU/mg respectively. This enzyme has a very wide field of application, with a pH range from pH 7 to pH 12. -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

الغزيلانازات هي أنزيمات الهيدرولاز الغليكوسيد الرئيسية التي تكسر الروابط الغزيلوسيدة β-1،4-D- للغزيلان المعقد متعدد السكاريد. أظهرت غزيلانازات الكائنات المجهرية خصائص بيوكميائية متنوعة ومثيرة للاهتمام، مما يجعلها مناسبة لمجموعة متنوعة من التطبيقات الصناعية والبيوتكنولوجية. في هذا العمل، تم فحص ودراسة بعض الخصائص البيوكيميائية لإنزيمات الغزيلاناز التي تنتجها سلالة البكتيريا الشعاعية المحبة للحرارة DATM في أوساط معدة من نخالة القمح. من أجل الحصول على إنزيمات منقاه جزئيا تم استخدام الأسيتون البارد، وسجلت أفضل حالة ترسيب بنسبة 20٪. أظهر التحليل البيوكيميائي للإنزيمات نشاطا مثاليا عند درجة حرارة 60° ودرجة حموضة 11 باستخدام غزيلان مستخرج من خشب البتولا ,كما تم تحفيز نشاط الغزيلانازات تحت تأثير شوارد ال: Mg2+ وNa2+ وMn2+ وCo2+ بتركيز 10 مل مول، في حين تم تثبيطه بشدة في وجود Sn2+ وFe3+. بعد تحسين الخصائص البيوكيميائية، زاد النشاط الأنزيمي للغزيلانازات المنقاه جزئيا بنسبة 339٪ والنشاط الخاص بنسبة 243٪ مقارنة بالنشاط الأولي. وقدرت هذه الأنشطة ب 1230.6 وحدة دولية/مل و12.48 وحدة دولية/ملغ على التوالي. يستخدم هذا الإنزيم في عدة مجالات واسعة ، خاصة في التطبيقات التي تعتمد على درجة حموضة تتراوح من 7 إلى 12. ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Les xylanases sont les principales glycosides hydrolases qui clivent les liaisons β-1,4-D-xylosidiques du polysaccharide complexe xylane. Les xylanases microbiennes présentent des propriétés biochimiques variées et intéressantes, ce qui les rend aptes à diverses applications dans les secteurs industriels et biotechnologiques. Dans ce travail, nous rapporterons le criblage et la caractérisation de certaines propriétés physicochimiques des enzymes xylanolytiques produites par une souche d’actinomycète thermophile DATM sur des milieux à base de son de blé. Afin d’obtenir une préparation enzymatique partiellement purifiée, le jus de fermentation a d'abord été soumis à une précipitation avec de l’acétone à froid, et la meilleure condition de précipitation des xylanases a été obtenu à 20% de concentration d'acétone. Lors de la caractérisation biochimique les enzymes présentaient une activité optimale à 60 °C et à un pH de 11 en utilisant le xylane Birchwood. L'activité des xylanases a été stimulée par Mg2+, Na2+, Mn2+ et Co2+ à une concentration de 10 mM, mais fortement inhibée en présence de Sn2+ et Fe3+. Après caractérisation le rendement de l’activité des xylanases partiellement purifiée a été augmenté par rapport à l'activité initiale de 339% d’activité enzymatique et de 243% d’activité spécifique. Ces activités ont étés respectivement estimés à 1230.6 UI/ml et 12.48 UI/mg. Le champ d’application de cette enzyme est très large dans le sens où le pH d’action s’étale entre pH 7 et pH 12.