Assessments on the catalytic and kinetic properties of beta-glucosidase isolated from a highly efficient antagonistic fungus Trichoderma harzianum / Avaliações das propriedades catalíticas e cinéticas da beta-glucosidase isoladas de um fungo antagonísta altamente eficiente Trichoderma harzianum

ABSTRACT

Due to the toxicity and inefficiency of chemical fungicides to control infestation of Macrophomina phaseolina (Tassi) Goid which causes charcoal rot in plants, a biotechnological approach using - glucosidase (EC.3.2.1) as the alternative bioactive ingredient in fungicide is hereby, proposed. The extracellular enzyme was isolated from a highly efficient fungal antagonist, Trichoderma harzianum T12. The highly similar molecular masses obtained using SDS-PAGE (96 kDa) and MALDI-TOF mass spectrometry (98.3 kDa) affirmed that the -glucosidase was purified to homogeneity. Consequently, optimum catalytic parameters that rendered the highest enzyme activity were found to be 45°C, pH 7, inoculum size of 10 % (w/v), supplementation with metal ions Zn2+ and Mn2+ ions, and Tween 80. Addition of wheat bran and (NH4)2SO4 as carbon and nitrogen sources also improved enzyme activity. BLASTn showed the sequence of -glucosidase T12 was highly identical to other -glucosidases viz. T. harzianum strain IOC-3844 (99%), T. gamsii and T. virens bgl1 (86 %) as well as T. reesei strain SJVTR and T. viride strain AS 3.3711 (84 %). Kinetic assessment showed that -glucosidase T12 catalyzes hydrolytic activity is characterized by a Km of 0.79 mM and Vmax of 8.45 mM min-1 mg-1 protein, with a corresponding kcat of 10.69 s-1.

RESUMO

Devido à toxicidade e ineficiência dos fungicidas químicos para controlar a infestação de Macrophomina phaseolina (Tassi) Goid que causa o apodrecimento das plantas, uma abordagem biotecnológica usando - glicosidase (EC.3.2.1) como o ingrediente bioativo alternativo do fungicida é por este meio, proposto. A enzima extracelular foi isolada de um antagonista fúngico altamente eficiente, o Trichoderma harzianum T12. As massas moleculares altamente similares obtidas usando SDS-PAGE (96 kDa) e espectrometria de massa MALDI-TOF (98,3 kDa) afirmaram que a -glicosidase foi purificada até a homogeneidade. Consequentemente, os parâmetros catalíticos ótimos que apresentaram a maior atividade enzimática foram 45°C, pH 7, tamanho do inóculo de 10% (p / v), suplementação com íons de metais Zn2+ e Mn2+, e Tween 80. Adição de farelo de trigo e (NH4) 2SO4 como fontes de carbono e nitrogênio também melhoraram a atividade enzimática. O BLASTn mostrou que a sequência da -glicosidase T12 era altamente idêntica a outras -glicosidase viz. A estirpe T. harzianum IOC-3844 (99%), T. gamsii e T. virens bgl1 (86%) assim como a estirpe T. reesei SJVTR e a estirpe T. viride AS 3.3711 (84%). A avaliação cinética mostrou que -glicosidase T12 catalisa a actividade hidrolítica caracterizada por um Km de 0,79 mM e Vmax de 8,45 mM min-1 mg-1 de proteína, com um correspondente kcat de 10,69 s-1.