Understanding of Bacterial Lignin Extracellular Degradation Mechanisms by Pseudomonas putida KT2440 via Secretomic Analysis
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Background: Bacterial lignin degradation is believed to be primarily achieved by a secreted enzyme system. Effects of such extracellular enzyme systems on lignin structural changes and degradation pathways are still not clearly understood, which remains as a bottleneck in the bacterial lignin bioconversion process. Results: This study investigated lignin degradation using an isolated secretome secreted by Pseudomonas putida KT2440 that grew on glucose as the only carbon source. Enzyme assays revealed that the secretome harbored oxidase and peroxidase/Mn 2+ -peroxidase capacity and reached the highest activity at 120 h of the fermentation time. The degradation rate of alkali lignin was found to be only 8.1% by oxidases, but increased to 14.5% with the activation of peroxidase/Mn 2+ -peroxidase. Gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS) and two-dimensional 1 H- 13 C heteronuclear single-quantum coherence (HSQC) NMR analysis revealed that the oxidases exhibited strong C-C bond ( β - β , β -5, and β -1) cleavage. The activation of peroxidases enhanced lignin degradation by stimulating C-O bond ( β -O-4) cleavage, resulting in increased yields of aromatic monomers and dimers. Further mass spectrometry-based quantitative proteomics measurements comprehensively identified different groups of enzymes particularly oxidoreductases in P. putida secretome, including reductases, peroxidases, monooxygenases, dioxygenases, oxidases, and dehydrogenases, potentially contributed to the lignin degradation process. Conclusions: Overall, we discovered that bacterial extracellular degradation of alkali lignin to vanillin, vanillic acid, and other lignin derived-aromatics involved a series of oxidative cleavage, catalyzed by active DyP-type peroxidase, multicopper oxidase, and other accessory enzymes. These resutls will guide further metabolic engineering design to improve the efficiency of lignin bioconversion.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
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Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,003 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,002 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,005 | 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 tête enseignante, 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 ».