Screening of inducers for laccase production by Lentinula edodes in liquid medium

ABSTRACT

Laccases are enzymes involved in lignin degradation and are produced by various organisms. Due to their low substrate specificity their potential to be used in biotechnological applications has received attention. The addition of laccase inducers to the culture medium of microorganisms can enhance laccase production and facilitate its purification and utilization. The aim of this study was to investigate the effect of some compounds as laccase inducers in cultures of Lentinula edodes (shiitake). First, it was selected a culture medium suitable for laccase production by shiitake using two levels of N (2.6 and 26 mM) and seven levels of Cu (0, 50, 100, 150, 200, 250 and 300 µM). The medium with 2.6 mM N and 250 µM Cu was found to provide the highest laccase activity. To the selected medium it were added gallic acid (1 mM), catechol (1 mM), ammonium tartrate (55 µM), hydroxybenzoic acid (1 mM) and vanillin (1 mM). The two first compounds completely inhibited laccase activity and a 30 day time course experiment was carried out with the remaining compounds. Only cultures with ammonium tartrate exhibited laccase activity higher than control cultures, reaching 251 U/mL of extract after 30 days. A native-PAGE was performed and showed only one band, suggesting that no isozyme was produced.

RESUMO

Lacases são enzimas envolvidas na degradação da lignina e produzidas por diversos organismos. Devido à sua baixa especificidade por substratos, seu potencial para utilização em aplicações biotecnológicas tem sido objeto de investigação. A adição de indutores de lacases ao meio de cultivo de microrganismos aumenta a produção dessas enzimas, facilitando sua purificação e utilização. Este trabalho teve como objetivo investigar o efeito de alguns compostos utilizados como indutores de lacases em fungos na produção destas enzimas por Lentinula edodes (shiitake). Previamente a utilização de indutores, foi selecionado um meio de cultura para a produção de lacases por shiitake, utilizando-se duas concentrações de N (2,6 mM e 26 mM) e sete de Cu (0, 50, 100, 150, 200, 250 e 300 µM). O meio no qual maior atividade de lacases foi detectada continha 2,6 mM N e 250 µM de Cu. Posteriormente, ao meio selecionado foram adicionados ácido gálico (1 mM), catecol (1 mM), tartarato de amônio (55 µM), ácido hidroxibenzóico (1 mM) e vanilina (1 mM). Os dois primeiros compostos inibiram completamente a atividade de lacases por shiitake, e um experimento com os restantes foi conduzido por 30 dias. Apenas as culturas com tartarato de amônio apresentaram atividade de lacase maior que o tratamento controle, alcançando 251 U/mL de extrato após 30 dias de cultivo. Um gel de atividade (native PAGE) exibiu apenas uma banda, sugerindo não haver produção e isozimas.