A thermostable laccase from Thermus sp. 2.9 and its potential for delignification of Eucalyptus biomass

Authors
Navas, Laura Emilce; Martinez, Fernando; Taverna, María Eugenia; Fetherolf, Morgan M.; Eltis, Lindsay D.; Nicolau, Veronica Viviana; Estenoz, Diana Alejandra; Campos, Eleonora; Benintende, Graciela Beatriz; Berretta, Marcelo Facundo
Publication Year
2019
Language
English
Format
article
Status
Published version
Description
Laccases are multicopper oxidases that are being studied for their potential application in pretreatment strategies of lignocellulosic feedstocks for bioethanol production. Here, we report the expression and characterization of a predicted laccase (LAC_2.9) from the thermophilic bacterial strain Thermus sp. 2.9 and investigate its capacity to delignify lignocellulosic biomass. The purified enzyme displayed a blue color typical of laccases, showed strict copper dependence and retained 80% of its activity after 16 h at 70 °C. At 60 °C, the enzyme oxidized 2,2′-azino-di-(3-ethylbenzthiazoline sulfonate) (ABTS) and 2,6-dimethoxyphenol (DMP) at optimal pH of 5 and 6, respectively. LAC_2.9 had higher substrate specificity (kcat/KM) for DMP with a calculated value that accounts for one of the highest reported for laccases. Further, the enzyme oxidized a phenolic lignin model dimer. The incubation of steam-exploded eucalyptus biomass with LAC_2.9 and 1-hydroxybenzotriazole (HBT) as mediator changed the structural properties of the lignocellulose as evidenced by Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy and thermo-gravimetric analysis (TGA). However, this did not increase the yield of sugars released by enzymatic saccharification. In conclusion, LAC_2.9 is a thermostable laccase with potential application in the delignification of lignocellulosic biomass.
Instituto de Microbiología y Zoología Agrícola
Fil: Navas, Laura Emilce. INTA. Instituto de Microbiología y Zoología Agrícola; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina
Fil: Martinez, Fernando. INTA. Instituto de Microbiología y Zoología Agrícola; Argentina.
Fil: Taverna, María Eugenia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química. Universidad Nacional del Litoral. Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química; Argentina. Universidad Tecnológica Nacional. Facultad Regional San Francisco; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina
Fil: Fetherolf, Morgan M. University of British Columbia. Department of Microbiology & Immunology; Canadá
Fil: Eltis, Lindsay D. University of British Columbia. Department of Microbiology & Immunology; Canadá
Fil: Nicolau, Veronica Viviana. Universidad Tecnológica Nacional. Facultad Regional San Francisco; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina
Fil: Estenoz, Diana Alejandra. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química. Universidad Nacional del Litoral. Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química; Argentina.Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina
Fil: Campos, Eleonora. INTA. Instituto de Biotecnología; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina
Fil: Benintende, Graciela Beatriz. INTA. Instituto de Microbiología y Zoología Agrícola; Argentina
Fil: Berretta, Marcelo Facundo. INTA. Instituto de Microbiología y Zoología Agrícola; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina
Source
AMB Express 9 : 24 (February 2019)
Subject
Lacasa
Oxidorreductasas
Eucalyptus
Biomasa
Delignificación
Potencial Redox
Laccase
Oxidoreductases
Biomass
Delignification
Redox Potential
Access level
Open access
License
Repository
INTA Digital (INTA)
Institution
Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria
OAI Identifier
oai:localhost:20.500.12123/4634