Purification and biochemical characterization of a specific beta-glucosidase from the digestive fluid of larvae of the palm weevil, Rhynchophorus palmarum

棕榈象鼻虫幼虫消化液中特异性β-葡萄糖苷酶的纯化及生化表征

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作者:Désiré Yapi Assoi Yapi, Dago Gnakri, Sebastien Lamine Niamke, Lucien Patrice Kouame

Abstract

Abstract in English, French A beta-glucosidase was purified from the digestive fluid of the palm weevil Rhynchophorus palmarum L. (Coleoptera: Curculionidae) by chromatography on anion-exchange, gel filtration, and hydrophobic interaction columns. The preparation was shown to be homogeneous on polyacrylamide gels, beta-glucosidase is a monomeric protein with a molecular weight of 58 kDa based on its mobility in SDS-PAGE and 60 kDa based on gel filtration. Maximal beta-glucosidase activity occurred at 55 degrees C and pH 5.0. The purified beta-glucosidase was stable at 37 degrees C and its pH stability was in the range of 5.0-6.0. The enzyme readily hydrolyzed p-nitrophenyl-beta-D-glucoside, cellobiose, cellodextrins and required strictly beta-gluco configuration for activity. It cleaved glucose-glucose beta-(1-4) linkages better than beta-(1-2), beta-(1-3) and beta-(1-6) linkages. The catalytic efficiency (K(cat)/K(M)) values for p-nitrophenyl-beta-D-glucoside and cellobiose were respectively 240.48 mM(-1)s(-1) and 134.80 mM(-1)s(-1). Beta-glucosidase was capable of catalysing transglucosylation reactions. The yield of glucosylation of 2-phenylethanol (20 %), catalysed by the beta-glucosidase in the presence of cellobiose as glucosyl donor, is lower than those reported previously with conventional sources of beta-glucosidases. In addition, the optimum pH is different for the hydrolysis (pH 5.0) and transglucosylation reactions (pH 6.6). Une β-glucosidase du suc digestif du charançon de palmier R. palmarum a été purifiée à homogénéité électrophorétique sur gel de polyacrylamide grâce aux chromatographies d'échanges d'ions, de gel filtration et d'interaction hydrophobe. La beta-glucosidase est une protéine monomérique avec un poids moléculaire de 58 kDa en électrophorèse sur gel de polyacrylamide en présence de SDS et de 60 kDa en gel filtration. Les températures et pH optima d'hydrolyse sont respectivement de 55°C et 5,0. L'enzyme reste stable à 37°C et aux pH compris entre 5,0 et 6,0. La beta-glucosidase hydrolyse fortement le p-nitrophényl-β-D-glucoside, le cellobiose et les cellodextrines. Elle est très spécifique de l'anomérie βet du résidu glucosyle. Elle hydrolyse mieux la liaison beta-(1–4) glucoside que les liaisons beta-(1–2) glucoside, β-(1–3) glucoside et β-(1–6) glucoside. Les efficacités catalytiques (Kcat/KM) afférentes à l'hydrolyse du p-nitrophényl-β-D-glucoside et du cellobiose sont respectivement de 240,48 mM-1s-1 et de 134,80 mM-1s-1. La β-glucosidase est capable de catalyser les réactions de transglucosylation. Le pourcentage de transglucosylation du 2-phényléthanol en présence du cellobiose comme donneur de glucosyle est faible par rapport à ceux obtenus avec les sources conventionnelles de β-glucosidase. Le pH optimum de transglucosylation (pH 6,6) est différent de celui de l'hydrolyse (pH 5,0). Une β-glucosidase du suc digestif du charançon de palmier R. palmarum a été purifiée à homogénéité électrophorétique sur gel de polyacrylamide grâce aux chromatographies d'échanges d'ions, de gel filtration et d'interaction hydrophobe. La beta-glucosidase est une protéine monomérique avec un poids moléculaire de 58 kDa en électrophorèse sur gel de polyacrylamide en présence de SDS et de 60 kDa en gel filtration. Les températures et pH optima d'hydrolyse sont respectivement de 55°C et 5,0. L'enzyme reste stable à 37°C et aux pH compris entre 5,0 et 6,0. La beta-glucosidase hydrolyse fortement le p-nitrophényl-β-D-glucoside, le cellobiose et les cellodextrines. Elle est très spécifique de l'anomérie βet du résidu glucosyle. Elle hydrolyse mieux la liaison beta-(1–4) glucoside que les liaisons beta-(1–2) glucoside, β-(1–3) glucoside et β-(1–6) glucoside. Les efficacités catalytiques (Kcat/KM) afférentes à l'hydrolyse du p-nitrophényl-β-D-glucoside et du cellobiose sont respectivement de 240,48 mM-1s-1 et de 134,80 mM-1s-1. La β-glucosidase est capable de catalyser les réactions de transglucosylation. Le pourcentage de transglucosylation du 2-phényléthanol en présence du cellobiose comme donneur de glucosyle est faible par rapport à ceux obtenus avec les sources conventionnelles de β-glucosidase. Le pH optimum de transglucosylation (pH 6,6) est différent de celui de l'hydrolyse (pH 5,0).

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