Purification and characterization of a new Xylanase from Humicola grisea var. Thermoidea

ABSTRACT

The thermophilic fungus Humicola grisea var. thermoidea secretes extracellular xylanase when grown on solid and in liquid media containing wheat bran and banana plant residue as substrates, respectively. At 55ºC, xylanase from the culture filtrate of H. grisea var. thermoidea grown on banana stalk retained 50% of its activity after 28 h of incubation. A xylanase (X2) was isolated from solid state cultures with wheat bran as the carbon source. It was purified to apparent homogeneity by ultrafiltration followed by ion-exchange and hydrophobic interaction chromatography on DEAE-Sepharose and Phenyl-Sepharose resins, respectively. The enzyme had an apparent molecular weight of 29 kDa, as determined by SDS-PAGE. The purified enzyme was most active at pH and temperature ranges of 4.5-6.5 and 55-60ºC, respectively. In addition, X2 showed thermostability at 60ºC with a half-life of approx. 5.5 h. The apparent Km values, using soluble and insoluble arabinoxylans as substrates, were 10.87 and 11.20 mg/ml, respectively.

RESUMO

O fungo termofílico Humicola grisea var. secreta xilanase extracelular quando cultivado em meios sólidos e líquidos contendo farelo de trigo e engaço de bananeira como substratos, respectivamente. À temperatura de 55ºC, xilanase do filtrado de meio de cultura de H. grisea var. thermoidea cultivado em engaço de bananeira reteve 50% de sua atividade após 28 de incubação. Uma xilanase (X2) foi isolada de culturas de estado sólido contendo farelo de trigo como fonte de carbono. X2 foi purificada por ultrafiltração, seguido por cromatografias de interação hidrofóbica e troca iônica em resinas de Phenyl-Sepharose e DEAE-Sepharose, respectivamente. A enzima apresentou peso molecular de 29 kDa, como determinado por SDS-PAGE. A enzima purificada foi mais ativa em intervalos de pH e temperatura de 4,5-6,5 and 55-60ºC, respectivamente. Além disso, X2 mostrou termoestabilidade a 60ºC com meia vida de aproximadamente 5,5 h. Os valores de Km aparente, utilizando arabinoxilanas solúveis e insolúveis, foram 10,87 and 11,20 mg/ml, respectivamente.