NGHIÊN CỨU BIỂU HIỆN ENDO-GLUCANASE TÁI TỔ HỢP NGUỒN GỐC TỪ DNA METAGENOM VI KHUẨN DẠ CỎ DÊ Ở QUY MÔ BÌNH LÊN MEN 5 LÍT
Viện Công nghệ sinh học, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam
Số 18 Hoàng Quốc Việt - Cầu Giấy - Hà Nội
Số điện thoại: 0943418493; Email: khoadt2103@gmail.com
Nội dung chính của bài viết
Tóm tắt
EXPRESSION OF RECOMBINANT ENDO-GLUCANASE DERIVED FROM BACTERIA INSIDE VIETNAM GOAT RUMEN IN 5-LITER BIO-REACTOR
Cellulose is one of the three main components of lignocellulose and one of the world's largest reserves of biomass. Endo-glucanase is one of the three crucial enzyms in the hydrolysis process of cellulose into glucoses. The endo-glucanase gene has been mined by bioinformatics tools in next-generation sequencing data of metagenom DNA from bacteria residing in goat rumen. In previous study, the endo-glucanase gene was successfully recombinantly expressed in the E. coli Rosetta1 strain in flask, the expressed protein existed in the soluble form with good activity. In order to apply in bigger scale, endo-glucanase was investigated for expression in a 5-liter bio-reactor. The research results showed that the expressed protein reached about 1.5-1.7 mg/ml with crude activity of about 37-38 U/ml of fermentation solution. The endo-glucanase protein, after being purified by His-tag affinity chromatography column and salt-removed by membrane dialysis, has a fairly high activity of about 400 U/mg. This result showed potential for the application of endo-glucanase production on an industrial scale.
Từ khóa
Metagenomics, endo-glucanase, E. coli Rosetta1, bio-reactor
Chi tiết bài viết
Tài liệu tham khảo
2. Ghaemi Ferial, Luqman Chuah Abdullah, Hidayah Ariffin, Chapter 2 - Lignocellulose structure and the effect on nanocellulose production, in Lignocellulose for Future Bioeconomy, H. Ariffin, S.M. Sapuan and M.A. Hassan, Editors. Elsevier, 2019, p. 17-30.
3. Ko K. C., Y. Han, J. H. Choi, G. J. Kim, S. G. Lee, J. J. Song, A novel bifunctional endo-/exo-type cellulase from an anaerobic ruminal bacterium, Appl. Microbiol. Biotechnol., 2011, 89(5):1453-62.
4. Kurokawa J., E. Hemjinda, T. Arai, T. Kimura, K. Sakka, K. Ohmiya, Clostridium thermocellum cellulase CelT, a family 9 endoglucanase without an Ig-like domain or family 3c carbohydrate-binding module, Appl. Microbiol. Biotechnol., 2002, 59(4-5):455-61.
5. Matthews C., F. Crispie, E. Lewis, The rumen microbiome: a crucial consideration when optimising milk and meat production and nitrogen utilisation efficiency, Gut Microbes, 2019, 10(2):115-132.
6. Miller G. L., Use of dinitrosalicylic acid reagent for determination of reducing sugar, Analytical Chemistry, 1959, 31(3):426-428.
7. Nguyễn Thị Thảo, Đỗ Thị Huyền, Trương Nam Hải, Đánh giá đa dạng vi khuẩn có khả năng phân hủy cellulose và hemicellulose trong ruột mối Coptotermes gestroi cư trú tại miền bắc Việt Nam, Tạp chí Công nghệ Sinh học, 2019, 17(3):537-544.
8. Nguyen Van Tuan, Quyen Dinh Thi, Purification and properties of a novel thermoactive endoglucanase from Aspergillus awamori VTCC-F099, Aust. J. Basic. Appl. Sci., 2010, 4:6211-6216.
9. Phạm Lương Thắng, Phan Thị Phượng Trang, Trần Linh Thước, Nguyễn Đức Hoàng, Biểu hiện endoglucanase A của Clostridium thermocellum trong vi khuẩn Bacillus subtilis, Science & Technology Development, 2014, 17(4): 74.
10. Phạm Thị Hòa, Phân lập biểu hiện genne mã hoá endo-β-1,4-glucanase từ Aspergillus niger và nghiên cứu tính chất của enzyme tái tổ hợp, Luận án tiến sỹ, Hà Nội, Việt Nam, 2012.
11. Phan Thị Tuyết Minh, Nguyễn Ngọc An, Nguyễn Quốc Việt, Trần Đình Mấn, Xác định các tính chất của carboxymethyl cellulase (CMCase) được tạo ra từ chủng Bacillus sp. VLSH08, Tạp chí Công nghệ sinh học, 2010, 8:865-870.
12. Tran D. M., Nguyen Q. V., Nguyen T. T., Phan T. M., Bui T. T., Doan T. H., Screening bacterial strains producing thermostable cellulase from hot springs for biomass hydrolysis, Bioethanol: Status and Future, 2009, p. 19-20.
13. Trần Lê Minh Đức, Nguyễn Hoàng Lộc, Nguyễn Phúc Như Hà, Bùi Thị Bích Thoa Châu Hồ Tịnh Tâm, Vũ Tuấn Anh, Biểu hiện endo-beta-1,4-glucanases từ Trichoderma asperellum PQ34 trong hệ thống pPICZA A - Pichia pastoris GS115, Tạp chí y học dự phòng, 2019, 29(6):53.
14. Wang Guan, Yu Duan, Studies on lignocellulose degradation by rumen microorganism, Advanced Materials Research, 2013, 853:253-259.
15. Yang D., H. Weng, M. Wang, W. Xu, Y. Li, H. Yang, Cloning and expression of a novel thermostable cellulase from newly isolated Bacillus subtilis strain I15, Mol. Biol. Rep., 2010, 37(4):1923-9.