Molecular and biochemical characterization of recombinant cel12B, cel8C, and peh28 overexpressed in Escherichia coli and their potential in biofuel production
Notice bibliographique
Résumé
The high crystallinity of cellulosic biomass myofibrils as well as the complexity of their intermolecular structure is a significant impediment for biofuel production. Cloning of celB-, celC-encoded cellulases (cel12B and cel8C) and peh-encoded polygalacturonase (peh28) from Pectobacterium carotovorum subsp. carotovorum (Pcc) was carried out in our previous study using Escherichia coli as a host vector. The current study partially characterizes the enzymes’ molecular structures as well as their catalytic performance on different substrates which can be used to improve their potential for lignocellulosic biomass conversion. β-Jelly roll topology, (α/α)6 antiparallel helices and right-handed β-helices were the folds identified for cel12B, cel8C, and peh28, respectively, in their corresponding protein model structures. Purifications of 17.4-, 6.2-, and 6.0-fold, compared to crude extract, were achieved for cel12B and cel8C, and peh28, respectively, using specific membrane ultrafiltrations and size-exclusion chromatography. Avicel and carboxymethyl cellulose (CMC) were substrates for cel12B, whereas for cel8C catalytic activity was only shown on CMC. The enzymes displayed significant synergy on CMC but not on Avicel when tested for 3 h at 45 °C. No observed β-glucosidase activities were identified for cel8C and cel12B when tested on p-nitrophenyl-β-d-glucopyranoside. Activity stimulation of 130% was observed when a recombinant β-glucosidase from Pcc was added to cel8C and cel12B as tested for 3 h at 45 °C. Optimum temperature and pH of 45 °C and 5.4, respectively, were identified for all three enzymes using various substrates. Catalytic efficiencies (k cat/K m) were calculated for cel12B and cel8C on CMC as 0.141 and 2.45 ml/mg/s respectively, at 45 °C and pH 5.0 and for peh28 on polygalacturonic acid as 4.87 ml/mg/s, at 40 °C and pH 5.0. Glucose and cellobiose were the end-products identified for cel8C, cel12B, and β-glucosidase acting together on Avicel or CMC, while galacturonic acid and other minor co-products were identified for peh28 action on pectin. This study provides some insight into which parameters should be optimized when application of cel8C, cel12B, and peh28 to biomass conversion is the goal.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».