Améliorer la thermostabilité de la xylanase d'Aspergillus niger par évolution dirigée

Song, Letian et Sylvestre, Michel . Améliorer la thermostabilité de la xylanase d'Aspergillus niger par évolution dirigée In: Congrès Armand-Frappier 2013, 8e édition, 14-16 novembre 2013, Orford.

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Résumé

La xylanase Aspergillus Niger (An-Xyn) est une enzyme de la famille GH10 et possède une activité de bio-blanchiment utile pour l’industrie des pâtes et papiers. Cependant, sa faible stabilité thermique entrave son potentiel d’application industrielle. Dans cette étude, deux stratégies complémentaires d'ingénierie des protéines associées à une approche de criblage à haut débit ont été employées pour améliorer la stabilité thermique de l’enzyme. Dans une première étape, une analyse in silico de sa structure modélisée a permis d’identifier une région cible pour effectuer une ronde de mutagenèse aléatoire. Parmi une banque de 8092 clones, 21 ont montré une activité résiduelle qui était de 2 à 26 fois plus grande que le parent après une exposition à 58 °C de 15 minutes. Cette première ronde de mutagénèse nous a permis d’identifier cinq résidus susceptibles d’affecter la résistance thermique. Ces résidus ont été mutés par une ronde de mutagénèse saturante itérative (ISM) de quatre cycles pour générer sept banques de mutants. Les six meilleurs clones de chaque banque montraient une augmentation significative de la résistance thermique. Comparé à l'enzyme parent, la température d’activité optimale du mutant la plus résistant (un quintuple mutant) est passée de 45-50 °C à 60-65 °C, et la température de fusion de la protéine a augmenter de 15 °C. De plus, la demi-vie à 60 °C du mutant est 30 fois plus longue que celle du parent et on note une augmentation de 73% par rapport à celle du parent de l'activité spécifique mesurée à sa température optimale. L'analyse cinétique indique que les modifications structurelles de l’enzyme mutant n’ont eu aucune influence sur les propriétés catalytiques. Ces xylanases modifiées génétiquement nous permettent de mieux comprendre la relation structure-fonction des protéines, et fournissent catalyseur potentiel pour l'industrie papetière.

Type de document:	Document issu d'une conférence ou d'un atelier
Mots-clés libres:	-
Centre:	Centre INRS-Institut Armand Frappier
Date de dépôt:	16 sept. 2017 11:31
Dernière modification:	23 oct. 2023 17:30
URI:	https://espace.inrs.ca/id/eprint/6112

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