Aktywność proteolityczna keratynolitycznych bakterii Stenotrophomonas rhizophila

• Autorzy: Jankiewicz U. , Miros E. , Górska E. , Prędecka A. , Russel S.

Warianty tytułu

EN

The proteolytic activity of keratynolytic bacteria Stenotrophomonas rhizophila

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Bakterie keratynolityczne budzą w ostatnich latach zainteresowanie ze względu na ich potencjał aplikacyjny w utylizacji odpadów z przetwórstwa drobiu, a także przemysłu skórzanego i tekstylnego. W procesie keratynolizy biorą udział enzymy proteolityczne, dodatkowo wspomagane aktywnością reduktaz disulfidowych lub obecnością związków redukujących. Dlatego celem badań przedstawionych w niniejszej pracy było oznaczenie aktywności proteolitycznej u bakterii Stenotrophomonas rhizophila, zdolnych do degradacji piór ptasich podczas hodowli na pożywkach płynnych. Po pięciu dniach hodowli bakterie odwirowano, z uzyskanego supernatantu wytrącono białka siarczanem amonu. Na tak uzyskanym preparacie enzymatycznym przeprowadzono badania mające na celu charakterystykę biochemiczną proteazy S. rhizophila. Aktywność proteolityczna była najwyższa w temperaturze 50°C i w pH ok. 11. Proteaza bakterii S. rhizophila należy do metalozależnych proteaz serynowych, co wynika z reakcji z inhibitorami specyficznymi. Silną inhibicję aktywności obserwowano w obecności detergentów: bromku heksadecylotrimetyloamoniowego i Tweenu 80 oraz jonów Pb²⁺, Zn²⁺ Cd²⁺, oraz Fe³⁺. Jony Ca²⁺, Mg²⁺ oraz Ba²⁺ powodowały wzrost aktywności proteolitycznej badanego szczepu bakterii.

EN

Keratinolytic bacteria arouse interest in recent years because of their potential application in waste from poultry processing and leather industry and textile. In the keratynolysis proteolytic enzymes are involved, in addition to making the disulfide reductase activity or the presence of reducing compounds. Therefore the aim of the research presented in this paper was to determine proteolytic activity in bacteria Stenotrophomonas rhizophila, capable of degrading bird feathers during culture on liquid media. After five days the bacterial cultures were centrifuged, the protein from supernatant was precipitated with ammonium sulfate. On the so obtained enzymatic preparation was carried out research aimed at the biochemical characterization of proteases S. rhizophila. The proteolytic activity was highest at 50°C and at a pH of approx. 12. The protease of S. rhizophila belongs to the metaldependent serine protease, which results from the reaction of specific inhibitors. A strong inhibition of the activity observed in the presence of detergents: CTAB and Tween 80, and Pb²⁺, Zn²⁺ Cd²⁺ and Fe³⁺. Ions Ca²⁺, Mg²⁺and Ba²⁺ resulted in an increase of proteolytic activity studied strain.

Słowa kluczowe

PL

aktywność keratynolityczna; aktywność proteolityczna; Stenotrophomonas rhizophila

EN

keratynolic activity; proteolytic activity; Stenotrophomonas rhizophila

• Wydawca: Wydawnictwo ITP
• Czasopismo: Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie
• Rocznik: 2017
• Tom: T. 17, z. 2
• Strony: 103--110
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., rys.

Twórcy

autor

Jankiewicz U.

• Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie, Wydział Rolnictwa i Biologii, Katedra Biochemii, ul Nowoursynowska 159, 02-776 Warszawa

autor

Miros E.

• Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie, Wydział Rolnictwa i Biologii, Katedra Biochemii

autor

Górska E.

• Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie, Wydział Rolnictwa i Biologii, Samodzielny Zakład Biologii Mikroorganizmów

autor

Prędecka A.

• Szkoła Główna Służby Pożarniczej w Warszawie, Wydział Inżynierii Bezpieczeństwa Cywilnego

autor

Russel S.

• Instytut Technologiczno-Przyrodniczy w Falentach

Bibliografia

• ALAVI P., STARCHER M., ZACHOW C., MULLER H., BERG G. 2013. Root-microbe systems: the effect and mode of interaction of Stress Protecting Agent (SPA) Stenotrophomonas rhizophila DSM144405. Frontiers of Plant Science. Vol. 4 s. 141–151.
• BANERJEE A., DIPAK K., HRUDAYANATH T., BIKASH R., KESHAB C. MONDAL, ARNAB S., PRADEEP K. 2014. Structural characterization and active site prediction of bacterial keratinase through molecular docking structural and catalytic study of bacterial keratinase. Journal of Bioinformatics. Vol. 1. Iss. 4 s. 67–82.
• DEIVASIGAMANI B., ALAGAPPAN K., M. 2008. Industrial application of keratinase and soluble proteins from feather keratins. Journal of Environmental Biology. Vol. 29. Iss. 6 s. 933–936.
• FANG Z., ZHAN J., LIU B., DU G., CHEN J., 2013. Biodegradation of wool waste and keratinase production in scale-up fermenter with different strategies by Stenotrophomonas maltophilia BBE11-1. Bioresource Technology. Vol. 140 s. 286–291.
• GUPTA S., SINGH R. 2014. Hydrolyzing proficiency of keratinases in feather degradation. Indian Journal of Microbiology. Vol. 54. Iss. 4 s. 476–480.
• JANKIEWICZ U., LARKOWSKA E., SWIONTEK BRZEZINSKA M. 2016. Production, characterization, gene cloning, and nematocidal activity of the extracellular protease from Stenotrophomonas maltophilia N4. Journal of Bioscience and Bioengineering. Vol. 121. Iss. 6 s. 614–618.
• KAINOOR P. S., NAIK G.R. 2010. Production and characterization of feather degrading keratinase from Bacillus sp. JB-99. Indian Journal of Biotechnology. Vol 9. Iss. 4 s. 384–390.
• KIM J.-D. 2007. Purification and characterization of a keratinase from a feather-degrading Fungus, Aspergillus flavus strain K-03. Mycobiology. Vol. 35. Iss. 4 s. 219–225.
• MAZOTTO A., RODRIGUES COELHO R., CEDROLA S., LIMA M., COURI S., DE SOUZA E., VERMELHO A. 2011. Keratinase production by three Bacillus spp. using feather meal and whole feather as substrate in a submerged fermentation. Enzyme Research. Vol. 2011 s. 1–7.
• POOPATHI S., THIRUGNANASAMBANTHAM K., MANI C., LAKSHMI V., RAGUL, K. 2014. Purification and characterization of keratinase from feather degrading bacterium useful for mosquito control – A new report. Tropical Biomedical. Vol. 31. Iss. 1 s. 97–109.
• PURCHASE D. 2016. Microbial Keratinases: characteristics, biotechnological applications and potential, microbial bioresources. W: The Handbook of Microbial Bioresources. Red. V.K. Gupta, G.D. Sharma, M.G. Tuohy, R. Gaur. Wallingford. CAB International Publishing s. 634–674.
• RAO M., TANKSALE A., GHATGE M., DESHPANDE V. 1998. Molecular and biotechnological aspects of microbial protease. Microbiology and Molecular Biology Reviews. Vol. 62. Iss. 3 s. 597–635.
• RODZIEWICZ A., ŁABA W. 2006. Keratyny i ich biodegradacja [Keratins and their biodegration]. Biotechnologia. Vol. 2. Iss. 73 s. 130–147.
• VIGNESHWARAN C., SHANMUGAM S., KUMAR T. 2010. Screening and characterization of keratinase from Bacillus licheniformis isolated from Namakkal Poultry Farm. Researcher. Vol. 2. Iss. 4 s. 89–96.