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Abstrait

Nouvelle application de la protéase de peau de Cucurbita maxima dans les détergents

Vadivukkarasi S, Manikandan M Pavithra K et Vasudevan M

L'enzyme protéase de la peau de Cucurbita maxima a été isolée et purifiée et son application à l'élimination des taches de sang a été étudiée. Le pH et la température optimaux pour cette protéase nouvellement isolée se sont avérés être respectivement de 7,0 et 40 °C. Le poids moléculaire de la protéase isolée a été déterminé par SDS PAGE et s'est avéré être de 31 KD. Cette nouvelle enzyme protéase a été appliquée à un tissu taché de sang pour évaluer la capacité d'élimination des taches de l'enzyme en présence et en l'absence de détergents. D'après les résultats, il est confirmé que la protéase nouvellement isolée élimine complètement les taches avec des détergents et même en l'absence de détergents. Cette étude confirme l'application de la protéase de la peau de Cucurbita maxima à l'élimination des taches de sang.
L'extrait protéolytique brut thermostable et la protéase purifiée produite par Aspergillus tamarii URM4634 ont été étudiés à différentes températures. Français Les résultats d'activité ont été utilisés pour estimer l'énergie d'activation de la réaction d'hydrolyse catalysée par l'extrait brut et la protéase purifiée (E* = 34,2 et 16,2 kJ/mol) ainsi que les variations respectives d'enthalpie standard du dépliement réversible de l'enzyme (ΔH°u = 31,9 et 13,9 kJ/mol). Lorsque la température a été augmentée de 50 à 80 °C dans les tests d'activité résiduelle, la constante de vitesse spécifique de la thermoinactivation de l'extrait protéolytique brut a augmenté de 0,0072 à 0,0378 min−1, tandis que celle de la protéase purifiée est passée de 0,0099 à 0,0235 min−1. Français Ces valeurs, correspondant à des diminutions de demi-vie de 96,3 à 18,3 min et de 70,0 à 29,5 min, respectivement, nous ont permis d'estimer l'énergie d'activation (E*d = 49,7 et 28,8 kJ/mol), l'enthalpie (ΔH*d = 47,0 et 26,1 kJ/mol), l'entropie (ΔS*d = −141,3 et −203,1 J/mol K) et l'énergie libre de Gibbs (92,6 ≤ ΔG*d ≤ 96,6 kJ/mol et 91,8 ≤ ΔG*d ≤ 98,0 kJ/mol) de la thermoinactivation. De telles valeurs suggèrent que cette protéase, qui s'est avérée hautement thermostable sous ses deux formes, pourrait être exploitée de manière rentable dans des applications industrielles. À notre connaissance, il s'agit de la première étude comparative sur les paramètres thermodynamiques d'une sérine protéase produite par Aspergillus tamarii URM4634.
Proteases which are also called "enzymes of digestion” are well known biocatalysts. They are commercially. used in various industries such as detergents, food, pharma, diagnostic etc. It is reported that 60% of total enzyme market is covered by the protease and are considered as the most valuable commercial enzyme. The source of proteases are enormous and bacterial proteases are more significant as compared to plant and animal proteases because of their rapid growth and can be easily manipulated genetically. However, plant proteases which has unique substrate specificity are free from undesirable side enzyme activities which is absent in microbial or animal systems. This makes the plant based proteolytic enzyme resources as valuable source having profound applications in enzyme industry. There are minimal reports about the characterization of plant proteases.
Thus, the arduous search for new potential plant proteases continues in order to make them industrially applicable and cost effective. In the present investigation the plant Citrus decumana L. (Rutaceae family) was selected as there is no report available on the protease enzyme and its characterization. The plant selected is well documented with its medicinal uses: antispasmodic, anti-inflammatory, anti-bleeding, bronchodilator, antidiabetic, anthelminthic,
This work is partly presented at 10th International Conference on Genomics and Molecular Biology, May 21-23, 2018 Barcelona, Spain
Extended Abstract
Vol. 1, Iss. 1
2019
Research in Genes and Proteins
disinfectant, etc. Therefore, the plant looked to be a promising candidate for the protease source which can be exploited for its biotechnological applications. Therefore, the aim of the present study is to characterize the protease and partially purify it from the leaves of Citrus decumana L. with a view of that these proteolytic enzymes can be commercialized as alternative source.
La protéase alcaline de Bacillus sp. NPST-AK15 alcaliphile a été immobilisée sur des nanoparticules de silice à noyau magnétique de type hochet fonctionnalisées et non fonctionnalisées (RT-MCMSS) par adsorption physique et fixation covalente. Cependant, l'approche de fixation covalente s'est avérée supérieure pour l'immobilisation de la protéase NPST-AK15 sur les nanoparticules RT-MCMSS-NH₂ activées et a été utilisée pour d'autres études. Par rapport à la protéase libre, l'enzyme immobilisée a montré un décalage de la température et du pH optimaux de 60 à 65 °C et du pH de 10,5 à 11,0, respectivement. Alors que la protéase libre a été complètement inactivée après un traitement pendant 1 h à 60 °C, l'enzyme immobilisée a conservé 66,5 % de son activité initiale dans des conditions similaires. La protéase immobilisée a montré des valeurs k cat et K m plus élevées que l'enzyme soluble d'environ 1,3 et 1,2 fois respectivement. De plus, les résultats ont révélé une amélioration significative de la stabilité de la protéase NPST-AK15 dans divers solvants organiques, tensioactifs et détergents à lessive commerciaux, après immobilisation sur des nanoparticules RT-MCMSS-NH₂ activées. Il est important de noter que la protéase immobilisée a conservé une efficacité catalytique significative pendant dix cycles de réaction consécutifs et a été facilement séparée du mélange réactionnel à l'aide d'un champ magnétique externe. À notre connaissance, il s'agit du premier rapport sur l'immobilisation de protéases sur des nanoparticules de silice à noyau magnétique de type cliquetis et à coque mésoporeuse qui défie également le compromis activité-stabilité. Les résultats suggèrent clairement que le système enzymatique immobilisé développé est un nanobiocatalyseur prometteur pour diverses applications de bioprocédés nécessitant une protéase.