Molecular characterization of a novel thermostable laccase PPLCC2 from the brown rot fungus Postia placenta MAD-698-R

Background Laccase has been considered important for the degradation of lignocellulose by wood rot fungi. The properties and functions of laccase in white rot fungi have been investigated extensively, but those from brown rot fungi remain largely unknown. In this paper, a laccase isoform Pplcc2 from the brown rot fungus Postia placenta MAD-698-R was expressed heterologously in Pichia pastoris GS115, purified and the properties of the enzyme were determined. Results The molecular weight of the protein was determined to be 67 kDa using SDS-PAGE. It cannot oxidize syringaldazine (SGZ), but it can oxidize 2,2'-azino-di-(3-ethylbenzothialozin-6-Sulfonic acid) (ABTS) and 2,6-dimethoxyphenol (DMP). Specific activity for ABTS was 1960 ± 19 Unit/mg. The catalytic constant (k cat) was 1213 ± 18.3 s-1 for ABTS and 293.2 ± 21.9 s-1 for DMP. Km was 22.08 µM for ABTS and 11.62 µM for DMP. The optimal pH for the oxidation of ABTS and DMP was 3.5 and 5.0 respectively. The optimal temperature for the oxidation of ABTS and DMP was 60°C. Conclusions This is the first identified thermo activated and thermostable laccase in brown rot fungi. This investigation will contribute to understanding the roles played by laccases in brown rot fungi.

Grape stalks as substrate for white rot fungi, lignocellulolytic enzyme production and dye decolorization / Uso del escobajo como sustrato para el crecimiento de hongos de la pudrición blanca, la producción de enzimas ligninolíticas y la decoloración de tinturas

The aim of this work was to evaluate the potential of grape stalks, an agroindustrial waste, for growth and lignocellulolytic enzyme production via solid-state fermentation, using the following three white rot fungi: Trametes trogii, Stereum hirsutum and Coriolus antarcticus. The decolorization of several dyes by the above mentioned cultures was also investigated. Similar values of dry weight loss of the substrate were measured after 60 days (33-43 %). C. antarcticus produced the highest laccase and Mn-peroxldase activities (33.0 and 1.6 U/g dry solid). The maximum endoglucanase production was measured in S. hirsutum cultures (10.4 U/g), while the endoxylanase peak corresponded to T. trogii (14.6 U/g). The C. antarcticus/grape stalk system seems potentially competitive in bioremediation of textile processing effluents, attaining percentages of decolorization of 93, 86, 82, 82, 77, and 58 % for indigo carmine, malachite green, azure B, remazol brilliant blue R, crystal violet and xylidine, respectively, in 5 h.

El objetivo de este trabajo fue evaluar el potencial del escobajo, un residuo agroindustrial, como sustrato para el crecimiento y la producción de enzimas lignocelulósicas de tres hongos causantes de pudrición blanca en la madera: Trametes trogii, Stereum hirsutum y Coriolus antarcticus. Para ello se utilizaron técnicas de fermentación en estado sólido. También se ensayó la decoloración de colorantes industriales sobre estos cultivos. La pérdida de peso seco del sustrato fue similar después del día 60 (33-43 %). C. antarcticus produjo las mayores actividades de lacasa y Mn-peroxidasa (33,0 y 1,6 U/g peso seco). La mayor actividad endoglucanasa fue medida en cultivos de S. hirsutum (10,4 U/g), y la mayor actividad endoxilanasa en T. trogii (14,6 U/g). El sistema C. antarcticus/escobap mostró un importante potencial para su aplicación en la biorremediación de efluentes textiles, con porcentajes de decoloración de 93, 86, 82, 82, 77 y 58 % para índigo carmín, verde de malaquita, azure B, azul R brillante de remazol, cristal violeta y xilidina, respectivamente, en 5 h.

Extraction and characterization of polygalacturonase of Fomes sclerodermeus produced by solid-state fermentation / Extracción y caracterización de poligaracturonasa de Fomes sclerodermeus producida por fermentación en estado sólido

Polygalacturonase (PG) production by Fomes sclerodermeus using solid-state fermentation (SSF) was carried out. Maximal PG activity (26 U/gdw) was obtained between days 11 and 13 at the end of exponential growth. PG activity in the crude extract was more stable at pH 5-6 and 30 °C and had optimum activity at pH 5 and 50 °C. Optimal conditions for PG extraction were: one time extraction with Na2SO4 as solvent with 10 min. of agitation. In a scale-up system, PG activity per gram of dry substrate decreased about 60% compared with the activity obtained in an Erlenmeyer flask; however, high total PG activity was obtained.

Se estudió la producción de poligalacturonasa (PG) por Fomes sclerodermeus usando técnicas de fermentación en estado sólido. La actividad PG máxima (26 U/g ps) fue observada entre los días 11 y 13. La actividad PG en los extractos crudos fue más estable a pH 5-6 y 30 °C, con una actividad óptima a pH 5 y a 50 °C. Las condiciones óptimas para la extracción de PG se lograron con una única extracción empleando Na2SO4 como solvente, con 10 minutos de agitación. En el escalado del sistema, la actividad PG por gramo de peso seco de sustrato disminuyó cerca de 60% comparada con la obtenida en frascos Erlenmeyer, pero la actividad total fue mayor.