Structural and Biochemical Insights into Lignin-Oxidizing Activity of Bacterial Peroxidases against Soluble Substrates and Kraft Lignin
Notice bibliographique
Résumé
Great interest has recently been drawn to the production of value-added products from lignin; however, its recalcitrance and high chemical complexity have made this challenging. Dye-decolorizing peroxidases and catalase-peroxidases are among the enzymes that are recognized to play important roles in environmental lignin oxidation. However, bacterial lignin-oxidizing enzymes remain less characterized compared to related proteins from fungi. In this study, screening of 18 purified bacterial peroxidases against the general chromogenic substrate 2,2′-azinobis(3-ethylbenzthiazoline-6-sulfonate) (ABTS) revealed the presence of peroxidase activity in all proteins. Agarose plate-based screens with kraft lignin identified detectable and high lignin oxidation activity in 15 purified proteins. Crystal structures were determined for the DyP-type peroxidases FC2591 from Frankia casuarinae, PF3257 from Pseudomonas fluorescens, and PR9465 from Pseudomonas rhizosphaerae . The structures revealed the presence of hemes with bound oxygens coordinated by conserved His, Arg, and Asp residues as well as three molecular tunnels connecting the heme with the protein surface. Structure-based site-directed mutagenesis of FC2591 identified at least five active site residues as essential for oxidase activity against both ABTS and lignin, whereas the S370A mutant protein showed a three- to 4-fold activity increase with both substrates. HPLC analysis of reaction products of the wild-type FC2591 and S370A mutant proteins with the model lignin dimer guaiacylglycerol-β-guaiacyl ether and kraft lignin revealed the formation of products consistent with the radical coupling of the reaction intermediates. Thus, this study identified novel bacterial heme peroxidases with lignin oxidation activity and provided further insights into our understanding of these enzymes.
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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 | 0,000 | 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) | 0,000 | 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 ».