Production et purification de xylanases d’une souche bactérienne et leur activité dans les liquides ioniques

Abstract

Les xylanases sont des glycoside hydrolases impliquées dans plusieurs industries de transformation des matières lignocellulolytiques. Dans cette étude, une souche bactérienne xylanolytique appartenant à l’espèce Jonesia denitrificans a été isolée d’un compost à base de fiente de volaille. La souche produit une activité xylanase de 502 UI/ml dans un milieu optimisé contenant par litre 150g xylane de hêtre, 5g extrait de malt, 5g NaCl, 30g KCl, 5g Na2HPO4, 0.2g MgSO4 7H2O, après 5 jours d’incubation à pH 9,5 et 30 °C. Deux xylanases, JdXYNA (130 kDa) et JdXYNB (45 kDa) y sont partiellement purifiées. Elles sont halotolérantes et montrent des activités maximales à 50°C. Le pH optimum d’activité est de 6 et 7 respectivement pour JdXYNA et JdXYNB. Les activités des deux xylanases sont également testées en présence de 11 liquides ioniques (LIs) superbasiques et comparées aux activités d’autres xylanase hyperthermostables, TfXYN10A, DtXYN11B et DtXYN11B-DS. La xylanase TfXYN10A est la meilleure enzyme tolérant les LIs à base d’acétate-propionate, suivie de JdXYNA, alors que DtXYN11B-DS est l’enzyme qui tolère le mieux les LIs à base de guaiacolate. Ces derniers désactivent complètement JdXYNA etJdXYNB. Le docking moléculaire des cations et des anions de LIs aux enzymes a permis de cerner quelques conditions liées à l’activité. En effet, un site actif plus large, une surface de liaison au substrat dans le site actif moins hydrophobe et moins d’interactions entre l’enzyme et les ions du liquide ionique semblent jouer un rôle déterminant dans la tolérance aux liquides ioniques. La liaison simultanée du cation et de l’anion dans le site actif cause une très forte inhibition compétitive.