Recombinant Trichoderma harzianum endoglucanase I (Cel7B) is a highly acidic and promiscuous carbohydrate-active enzyme

Verfasser / Beitragende:
[Vanessa Pellegrini, Viviane Serpa, Andre Godoy, Cesar Camilo, Amanda Bernardes, Camila Rezende, Nei Junior, João Franco Cairo, Fabio Squina, Igor Polikarpov]
Ort, Verlag, Jahr:
2015
Enthalten in:
Applied Microbiology and Biotechnology, 99/22(2015-11-01), 9591-9604
Format:
Artikel (online)
ID: 605501025
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245 0 0 |a Recombinant Trichoderma harzianum endoglucanase I (Cel7B) is a highly acidic and promiscuous carbohydrate-active enzyme  |h [Elektronische Daten]  |c [Vanessa Pellegrini, Viviane Serpa, Andre Godoy, Cesar Camilo, Amanda Bernardes, Camila Rezende, Nei Junior, João Franco Cairo, Fabio Squina, Igor Polikarpov] 
520 3 |a Trichoderma filamentous fungi have been investigated due to their ability to secrete cellulases which find various biotechnological applications such as biomass hydrolysis and cellulosic ethanol production. Previous studies demonstrated that Trichoderma harzianum IOC-3844 has a high degree of cellulolytic activity and potential for biomass hydrolysis. However, enzymatic, biochemical, and structural studies of cellulases from T. harzianum are scarce. This work reports biochemical characterization of the recombinant endoglucanase I from T. harzianum, ThCel7B, and its catalytic core domain. The constructs display optimum activity at 55°C and a surprisingly acidic pH optimum of 3.0. The full-length enzyme is able to hydrolyze a variety of substrates, with high specific activity: 75U/mg for β-glucan, 46U/mg toward xyloglucan, 39U/mg for lichenan, 26U/mg for carboxymethyl cellulose, 18U/mg for 4-nitrophenyl β-d-cellobioside, 16U/mg for rye arabinoxylan, and 12U/mg toward xylan. The enzyme also hydrolyzed filter paper, phosphoric acid swollen cellulose, Sigmacell 20, Avicel PH-101, and cellulose, albeit with lower efficiency. The ThCel7B catalytic domain displays similar substrate diversity. Fluorescence-based thermal shift assays showed that thermal stability is highest at pH5.0. We determined kinetic parameters and analyzed a pattern of oligosaccharide substrates hydrolysis, revealing cellobiose as a final product of C6 degradation. Finally, we visualized effects of ThCel7B on oat spelt using scanning electron microscopy, demonstrating the morphological changes of the substrate during the hydrolysis. The acidic behavior of ThCel7B and its considerable thermostability hold a promise of its industrial applications and other biotechnological uses under extremely acidic conditions. 
540 |a Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2015 
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700 1 |a Serpa  |D Viviane  |u Departamento de Física e Informática, Instituto de Física de São Carlos, Universidade de São Paulo, Av. Trabalhador Sãocarlense, 400, 13566-590, São Carlos, SP, Brazil  |4 aut 
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700 1 |a Rezende  |D Camila  |u Instituto de Química, Universidade de Campinas, Caixa Postal 6154, 13083-970, Campinas, SP, Brazil  |4 aut 
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