Published February 16, 2017
| Version v1
Publication
Open
Heterologous expression of Aspergillus aculeatus endo-polygalacturonase in Pichia pastoris by high cell density fermentation and its application in textile scouring
Creators
- 1. Atma Jaya Catholic University of Indonesia
- 2. National Center for Genetic Engineering and Biotechnology
- 3. Thailand National Metal and Materials Technology Center
Description
Removal of non-cellulosic impurities from cotton fabric, known as scouring, by conventional alkaline treatment causes environmental problems and reduces physical strength of fabrics. In this study, an endo-polygalacturonase (EndoPG) from Aspergillus aculeatus produced in Pichia pastoris was evaluated for its efficiency as a bioscouring agent while most current bioscouring process has been performed using crude pectinase preparation. The recombinant EndoPG exhibited a specific activity of 1892.08 U/mg on citrus pectin under the optimal condition at 50 °C, pH 5.0 with a V max and K m of 65,451.35 μmol/min/mL and 15.14 mg/mL, respectively. A maximal activity of 2408.70 ± 26.50 U/mL in the culture supernatant was obtained by high cell density batch fermentation, equivalent to a 4.8 times greater yield than that from shake-flask culture. The recombinant enzyme was shown to be suitable for application as a bioscouring agent, in which the wettability of cotton fabric was increased by treatment with enzyme at 300 U/mL scouring solution at 40 °C, pH 5.0 for 1 h. The bio-scoured fabric has comparable wettability to that obtained by conventional chemical scouring, but has higher tensile strength. The work has demonstrated for the first time functions of A. aculeatus EndoPG on bioscouring in eco-textile processing. EndoPG alone was shown to possess effective scouring activity. High expression level and homogeneity could be achieved in bench-scale bioreactor.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
إزالة الشوائب غير السليلوزية من القماش القطني، والمعروفة باسم التنظيف، عن طريق المعالجة القلوية التقليدية تسبب مشاكل بيئية وتقلل من القوة البدنية للأقمشة. في هذه الدراسة، تم تقييم إندو- بوليغالاكتوروناز (EndoPG) من Aspergillus aculeatus المنتجة في Pichia pastoris لكفاءتها كعامل بيولوجي بينما تم إجراء معظم عمليات التنقيب البيولوجي الحالية باستخدام تحضير البكتيناز الخام. أظهر EndoPG المؤتلف نشاطًا محددًا قدره 1892.08 وحدة/مجم على البكتين الحمضي في ظل الحالة المثلى عند 50 درجة مئوية، ودرجة الحموضة 5.0 مع V كحد أقصى و Km من 65,451.35 ميكرومول/دقيقة/مل و 15.14 مجم/مل، على التوالي. تم الحصول على نشاط أقصى قدره 2408.70 ± 26.50 وحدة/مل في المادة الطافية في المزرعة عن طريق التخمير الدفعي عالي الكثافة للخلية، أي ما يعادل ناتج أكبر 4.8 مرة من ناتج مزرعة قارورة الهز. تبين أن الإنزيم المؤتلف مناسب للتطبيق كعامل تجفيف حيوي، حيث تمت زيادة قابلية ترطيب النسيج القطني عن طريق المعالجة بالإنزيم عند 300 وحدة/مل من محلول التجفيف عند 40 درجة مئوية، ودرجة الحموضة 5.0 لمدة ساعة واحدة. يتميز النسيج المجفف حيويًا بقابلية ترطيب مماثلة لتلك التي تم الحصول عليها عن طريق التنظيف الكيميائي التقليدي، ولكن لديه قوة شد أعلى. أظهر العمل لأول مرة وظائف A. aculeatus EndoPG على التجديف البيولوجي في معالجة المنسوجات البيئية. تبين أن EndoPG وحده يمتلك نشاط تنظيف فعال. يمكن تحقيق مستوى تعبير مرتفع وتجانس في المفاعل الحيوي على نطاق واسع.Translated Description (French)
L'élimination des impuretés non cellulosiques du tissu de coton, connue sous le nom de récurage, par un traitement alcalin conventionnel provoque des problèmes environnementaux et réduit la résistance physique des tissus. Dans cette étude, une endo-polygalacturonase (EndoPG) d'Aspergillus aculeatus produite chez Pichia pastoris a été évaluée pour son efficacité en tant qu'agent bioscourant alors que la plupart des processus de bioscourage actuels ont été effectués en utilisant une préparation de pectinase brute. L'EndoPG recombinant a présenté une activité spécifique de 1892,08 U/mg sur la pectine d'agrumes dans les conditions optimales à 50 °C, pH 5,0 avec un V max et K m de 65 451,35 μmol/min/mL et 15,14 mg/mL, respectivement. Une activité maximale de 2408,70 ± 26,50 U/mL dans le surnageant de culture a été obtenue par fermentation discontinue à haute densité cellulaire, ce qui équivaut à un rendement 4,8 fois supérieur à celui de la culture en flacon agité. L'enzyme recombinante s'est avérée appropriée pour une application en tant qu'agent bioscourant, dans lequel la mouillabilité du tissu de coton a été augmentée par traitement avec une solution de récurage enzymatique à 300 U/mL à 40 °C, pH 5,0 pendant 1 h. Le tissu biorécassé a une mouillabilité comparable à celle obtenue par un récurage chimique conventionnel, mais a une résistance à la traction plus élevée. Les travaux ont démontré pour la première fois les fonctions de A. aculeatus EndoPG sur le bioscouring dans le traitement des éco-textiles. Il a été démontré que l'endoPG seul possède une activité récurante efficace. Un niveau d'expression et une homogénéité élevés pourraient être atteints dans un bioréacteur à l'échelle du banc.Translated Description (Spanish)
La eliminación de impurezas no celulósicas del tejido de algodón, conocida como fregado, mediante tratamiento alcalino convencional causa problemas ambientales y reduce la resistencia física de los tejidos. En este estudio, se evaluó la eficiencia de una endo-poligalacturonasa (EndoPG) de Aspergillus aculeatus producida en Pichia pastoris como agente de biosecado, mientras que la mayoría del proceso de biosecado actual se ha realizado utilizando la preparación de pectinasa cruda. El EndoPG recombinante exhibió una actividad específica de 1892.08 U/mg sobre pectina cítrica en la condición óptima a 50 °C, pH 5.0 con un V máx y K m de 65,451.35 μmol/min/mL y 15.14 mg/mL, respectivamente. Se obtuvo una actividad máxima de 2408.70 ± 26.50 U/mL en el sobrenadante del cultivo mediante fermentación discontinua de alta densidad celular, equivalente a un rendimiento 4.8 veces mayor que el del cultivo en matraz de agitación. Se demostró que la enzima recombinante es adecuada para la aplicación como un agente de biosecado, en el que la humectabilidad del tejido de algodón se incrementó mediante el tratamiento con enzima a 300 U/mL de solución de fregado a 40 °C, pH 5.0 durante 1 h. El tejido bio-lavado tiene una humectabilidad comparable a la obtenida mediante el lavado químico convencional, pero tiene una mayor resistencia a la tracción. El trabajo ha demostrado por primera vez las funciones de A. aculeatus EndoPG en el bioscouring en el procesamiento de ecotextiles. Se demostró que EndoPG solo posee una actividad de lavado efectiva. Se podría lograr un alto nivel de expresión y homogeneidad en el biorreactor a escala de laboratorio.Files
s12896-017-0334-9.pdf
Files
(696.8 kB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:51fffa7f3de9c0c88f6bfda78e41c67a
|
696.8 kB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- التعبير غير المتجانس عن Aspergillus aculeatus endo - polygalacturonase في Pichia pastoris عن طريق التخمير عالي الكثافة للخلايا وتطبيقه في تجفيف المنسوجات
- Translated title (French)
- Expression hétérologue de l'endo-polygalacturonase d'Aspergillus aculeatus dans Pichia pastoris par fermentation à haute densité cellulaire et son application dans le lavage des textiles
- Translated title (Spanish)
- Expresión heteróloga de endopoligalacturonasa de Aspergillus aculeatus en Pichia pastoris por fermentación de alta densidad celular y su aplicación en el desgrasado textil
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W2587893545
- DOI
- 10.1186/s12896-017-0334-9
References
- https://openalex.org/W102902030
- https://openalex.org/W1760665500
- https://openalex.org/W1980344530
- https://openalex.org/W1985523866
- https://openalex.org/W1989632697
- https://openalex.org/W1997309925
- https://openalex.org/W2009674410
- https://openalex.org/W2014778636
- https://openalex.org/W2021070035
- https://openalex.org/W2022395923
- https://openalex.org/W2023093154
- https://openalex.org/W2030028996
- https://openalex.org/W2047311500
- https://openalex.org/W2068063659
- https://openalex.org/W2071663945
- https://openalex.org/W2073586672
- https://openalex.org/W2073795666
- https://openalex.org/W2081268620
- https://openalex.org/W2089718635
- https://openalex.org/W2115123570
- https://openalex.org/W2128635872
- https://openalex.org/W2161517205
- https://openalex.org/W2413356599
- https://openalex.org/W4237577688
- https://openalex.org/W4293247451