Characterization of two GH5 endoglucanases from termite microbiome using synthetic metagenomics

Autores
Ben Guerrero, Emiliano; Marrero Díaz de Villegas, Rubén; Soria, Marcelo Abel; Santangelo, María de la Paz; Campos, Eleonora; Talia, Paola Monica
Año de publicación
2020
Idioma
inglés
Tipo de recurso
artículo
Estado
versión publicada
Descripción
Here, we characterize two novel GH5 endoglucanases (GH5CelA and GH5CelB) from an uncultured bacterium identified in termite gut microbiomes. Both genes were codon-optimized, synthetized, cloned, and expressed as recombinant proteins in Escherichia coli for subsequent purification. Both enzymes showed activity on the pNPC and barley β-glucan substrates, whereas GH5CelB also showed low activity on carboxymethyl cellulose. The optimum conditions for both enzymes were an acid pH (5) and moderate temperature (35 to 50 °C). The enzymes differed in the kinetic profiles and patterns of the generated hydrolysis products. A structural-based modeling analysis indicated that both enzymes possess a typical (β/α)8-barrel fold characteristic of GH5 family, with some differential features in the active site cleft. Also, GH5CelB presents a putative secondary binding site. Furthermore, adjacent to the active site of GH5CelA and GH5CelB, a whole subdomain rarely found in GH5 family may participate in substrate binding and thermal stability. Therefore, GH5CelA may be a good candidate for the production of cello-oligosaccharides of different degrees of polymerization applicable for feed and food industries, including prebiotics. On the other hand, GH5CelB could be useful in an enzymatic cocktail for the production of lignocellulosic bioethanol, because of the production of glucose as a hydrolysis product.
Fil: Ben Guerrero, Emiliano. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación En Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular; Argentina
Fil: Marrero Díaz de Villegas, Rubén. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación En Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular; Argentina
Fil: Soria, Marcelo Abel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones en Biociencias Agrícolas y Ambientales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Agronomía. Instituto de Investigaciones en Biociencias Agrícolas y Ambientales; Argentina
Fil: Santangelo, María de la Paz. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación En Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular; Argentina
Fil: Campos, Eleonora. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación En Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular; Argentina
Fil: Talia, Paola Monica. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación En Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular; Argentina
Materia
BIOCHEMICAL CHARACTERIZATION
ENDOGLUCANASE
GH5
SYNTHETIC METAGENOMICS
TERMITES
Nivel de accesibilidad
acceso abierto
Condiciones de uso
https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/ar/
Repositorio
CONICET Digital (CONICET)
Institución
Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
OAI Identificador
oai:ri.conicet.gov.ar:11336/142425
Acceder
id CONICETDig_d4587812a045fabfc52898bbecbd1d78
oai_identifier_str oai:ri.conicet.gov.ar:11336/142425
network_acronym_str CONICETDig
repository_id_str 3498
network_name_str CONICET Digital (CONICET)
spelling Characterization of two GH5 endoglucanases from termite microbiome using synthetic metagenomicsBen Guerrero, EmilianoMarrero Díaz de Villegas, RubénSoria, Marcelo AbelSantangelo, María de la PazCampos, EleonoraTalia, Paola MonicaBIOCHEMICAL CHARACTERIZATIONENDOGLUCANASEGH5SYNTHETIC METAGENOMICSTERMITEShttps://purl.org/becyt/ford/4.1https://purl.org/becyt/ford/4Here, we characterize two novel GH5 endoglucanases (GH5CelA and GH5CelB) from an uncultured bacterium identified in termite gut microbiomes. Both genes were codon-optimized, synthetized, cloned, and expressed as recombinant proteins in Escherichia coli for subsequent purification. Both enzymes showed activity on the pNPC and barley β-glucan substrates, whereas GH5CelB also showed low activity on carboxymethyl cellulose. The optimum conditions for both enzymes were an acid pH (5) and moderate temperature (35 to 50 °C). The enzymes differed in the kinetic profiles and patterns of the generated hydrolysis products. A structural-based modeling analysis indicated that both enzymes possess a typical (β/α)8-barrel fold characteristic of GH5 family, with some differential features in the active site cleft. Also, GH5CelB presents a putative secondary binding site. Furthermore, adjacent to the active site of GH5CelA and GH5CelB, a whole subdomain rarely found in GH5 family may participate in substrate binding and thermal stability. Therefore, GH5CelA may be a good candidate for the production of cello-oligosaccharides of different degrees of polymerization applicable for feed and food industries, including prebiotics. On the other hand, GH5CelB could be useful in an enzymatic cocktail for the production of lignocellulosic bioethanol, because of the production of glucose as a hydrolysis product.Fil: Ben Guerrero, Emiliano. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación En Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular; ArgentinaFil: Marrero Díaz de Villegas, Rubén. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación En Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular; ArgentinaFil: Soria, Marcelo Abel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones en Biociencias Agrícolas y Ambientales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Agronomía. Instituto de Investigaciones en Biociencias Agrícolas y Ambientales; ArgentinaFil: Santangelo, María de la Paz. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación En Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular; ArgentinaFil: Campos, Eleonora. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación En Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular; ArgentinaFil: Talia, Paola Monica. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación En Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular; ArgentinaSpringer2020-08-20info:eu-repo/semantics/articleinfo:eu-repo/semantics/publishedVersionhttp://purl.org/coar/resource_type/c_6501info:ar-repo/semantics/articuloapplication/pdfapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/11336/142425Ben Guerrero, Emiliano; Marrero Díaz de Villegas, Rubén; Soria, Marcelo Abel; Santangelo, María de la Paz; Campos, Eleonora; et al.; Characterization of two GH5 endoglucanases from termite microbiome using synthetic metagenomics; Springer; Applied Microbiology and Biotechnology; 104; 19; 20-8-2020; 8351-83660175-7598CONICET DigitalCONICETenginfo:eu-repo/semantics/altIdentifier/url/http://link.springer.com/10.1007/s00253-020-10831-5info:eu-repo/semantics/altIdentifier/doi/10.1007/s00253-020-10831-5info:eu-repo/semantics/openAccesshttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/ar/reponame:CONICET Digital (CONICET)instname:Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas2025-09-29T09:55:35Zoai:ri.conicet.gov.ar:11336/142425instacron:CONICETInstitucionalhttp://ri.conicet.gov.ar/Organismo científico-tecnológicoNo correspondehttp://ri.conicet.gov.ar/oai/requestdasensio@conicet.gov.ar; lcarlino@conicet.gov.arArgentinaNo correspondeNo correspondeNo correspondeopendoar:34982025-09-29 09:55:35.398CONICET Digital (CONICET) - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicasfalse
dc.title.none.fl_str_mv Characterization of two GH5 endoglucanases from termite microbiome using synthetic metagenomics
title Characterization of two GH5 endoglucanases from termite microbiome using synthetic metagenomics
spellingShingle Characterization of two GH5 endoglucanases from termite microbiome using synthetic metagenomics
Ben Guerrero, Emiliano
BIOCHEMICAL CHARACTERIZATION
ENDOGLUCANASE
GH5
SYNTHETIC METAGENOMICS
TERMITES
title_short Characterization of two GH5 endoglucanases from termite microbiome using synthetic metagenomics
title_full Characterization of two GH5 endoglucanases from termite microbiome using synthetic metagenomics
title_fullStr Characterization of two GH5 endoglucanases from termite microbiome using synthetic metagenomics
title_full_unstemmed Characterization of two GH5 endoglucanases from termite microbiome using synthetic metagenomics
title_sort Characterization of two GH5 endoglucanases from termite microbiome using synthetic metagenomics
dc.creator.none.fl_str_mv Ben Guerrero, Emiliano
Marrero Díaz de Villegas, Rubén
Soria, Marcelo Abel
Santangelo, María de la Paz
Campos, Eleonora
Talia, Paola Monica
author Ben Guerrero, Emiliano
author_facet Ben Guerrero, Emiliano
Marrero Díaz de Villegas, Rubén
Soria, Marcelo Abel
Santangelo, María de la Paz
Campos, Eleonora
Talia, Paola Monica
author_role author
author2 Marrero Díaz de Villegas, Rubén
Soria, Marcelo Abel
Santangelo, María de la Paz
Campos, Eleonora
Talia, Paola Monica
author2_role author
author
author
author
author
dc.subject.none.fl_str_mv BIOCHEMICAL CHARACTERIZATION
ENDOGLUCANASE
GH5
SYNTHETIC METAGENOMICS
TERMITES
topic BIOCHEMICAL CHARACTERIZATION
ENDOGLUCANASE
GH5
SYNTHETIC METAGENOMICS
TERMITES
purl_subject.fl_str_mv https://purl.org/becyt/ford/4.1
https://purl.org/becyt/ford/4
dc.description.none.fl_txt_mv Here, we characterize two novel GH5 endoglucanases (GH5CelA and GH5CelB) from an uncultured bacterium identified in termite gut microbiomes. Both genes were codon-optimized, synthetized, cloned, and expressed as recombinant proteins in Escherichia coli for subsequent purification. Both enzymes showed activity on the pNPC and barley β-glucan substrates, whereas GH5CelB also showed low activity on carboxymethyl cellulose. The optimum conditions for both enzymes were an acid pH (5) and moderate temperature (35 to 50 °C). The enzymes differed in the kinetic profiles and patterns of the generated hydrolysis products. A structural-based modeling analysis indicated that both enzymes possess a typical (β/α)8-barrel fold characteristic of GH5 family, with some differential features in the active site cleft. Also, GH5CelB presents a putative secondary binding site. Furthermore, adjacent to the active site of GH5CelA and GH5CelB, a whole subdomain rarely found in GH5 family may participate in substrate binding and thermal stability. Therefore, GH5CelA may be a good candidate for the production of cello-oligosaccharides of different degrees of polymerization applicable for feed and food industries, including prebiotics. On the other hand, GH5CelB could be useful in an enzymatic cocktail for the production of lignocellulosic bioethanol, because of the production of glucose as a hydrolysis product.
Fil: Ben Guerrero, Emiliano. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación En Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular; Argentina
Fil: Marrero Díaz de Villegas, Rubén. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación En Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular; Argentina
Fil: Soria, Marcelo Abel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones en Biociencias Agrícolas y Ambientales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Agronomía. Instituto de Investigaciones en Biociencias Agrícolas y Ambientales; Argentina
Fil: Santangelo, María de la Paz. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación En Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular; Argentina
Fil: Campos, Eleonora. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación En Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular; Argentina
Fil: Talia, Paola Monica. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación En Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular; Argentina
description Here, we characterize two novel GH5 endoglucanases (GH5CelA and GH5CelB) from an uncultured bacterium identified in termite gut microbiomes. Both genes were codon-optimized, synthetized, cloned, and expressed as recombinant proteins in Escherichia coli for subsequent purification. Both enzymes showed activity on the pNPC and barley β-glucan substrates, whereas GH5CelB also showed low activity on carboxymethyl cellulose. The optimum conditions for both enzymes were an acid pH (5) and moderate temperature (35 to 50 °C). The enzymes differed in the kinetic profiles and patterns of the generated hydrolysis products. A structural-based modeling analysis indicated that both enzymes possess a typical (β/α)8-barrel fold characteristic of GH5 family, with some differential features in the active site cleft. Also, GH5CelB presents a putative secondary binding site. Furthermore, adjacent to the active site of GH5CelA and GH5CelB, a whole subdomain rarely found in GH5 family may participate in substrate binding and thermal stability. Therefore, GH5CelA may be a good candidate for the production of cello-oligosaccharides of different degrees of polymerization applicable for feed and food industries, including prebiotics. On the other hand, GH5CelB could be useful in an enzymatic cocktail for the production of lignocellulosic bioethanol, because of the production of glucose as a hydrolysis product.
publishDate 2020
dc.date.none.fl_str_mv 2020-08-20
dc.type.none.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/article
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
http://purl.org/coar/resource_type/c_6501
info:ar-repo/semantics/articulo
format article
status_str publishedVersion
dc.identifier.none.fl_str_mv http://hdl.handle.net/11336/142425
Ben Guerrero, Emiliano; Marrero Díaz de Villegas, Rubén; Soria, Marcelo Abel; Santangelo, María de la Paz; Campos, Eleonora; et al.; Characterization of two GH5 endoglucanases from termite microbiome using synthetic metagenomics; Springer; Applied Microbiology and Biotechnology; 104; 19; 20-8-2020; 8351-8366
0175-7598
CONICET Digital
CONICET
url http://hdl.handle.net/11336/142425
identifier_str_mv Ben Guerrero, Emiliano; Marrero Díaz de Villegas, Rubén; Soria, Marcelo Abel; Santangelo, María de la Paz; Campos, Eleonora; et al.; Characterization of two GH5 endoglucanases from termite microbiome using synthetic metagenomics; Springer; Applied Microbiology and Biotechnology; 104; 19; 20-8-2020; 8351-8366
0175-7598
CONICET Digital
CONICET
dc.language.none.fl_str_mv eng
language eng
dc.relation.none.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/altIdentifier/url/http://link.springer.com/10.1007/s00253-020-10831-5
info:eu-repo/semantics/altIdentifier/doi/10.1007/s00253-020-10831-5
dc.rights.none.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/ar/
eu_rights_str_mv openAccess
rights_invalid_str_mv https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/ar/
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
application/pdf
dc.publisher.none.fl_str_mv Springer
publisher.none.fl_str_mv Springer
dc.source.none.fl_str_mv reponame:CONICET Digital (CONICET)
instname:Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
reponame_str CONICET Digital (CONICET)
collection CONICET Digital (CONICET)
instname_str Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
repository.name.fl_str_mv CONICET Digital (CONICET) - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
repository.mail.fl_str_mv dasensio@conicet.gov.ar; lcarlino@conicet.gov.ar
_version_ 1844613675053219840
score 13.070432

Publicaciones similares