Internationale Zeitschrift für Abfallressourcen

Abstrakt

Neu isolierte Laccase-Hochproduktiv-Streptomyces-Arten, angebaut in Zedernholzpulver als einziger Kohlenstoffquelle

Akihisa Aoyama, Kazuhiro Yamada, Yoshinobu Suzuki, Yuta Kato, Kazuo Nagai und Ryuichiro Kurane

Es wurden Mikroorganismen mit einem größeren Potenzial zum Abbau von Lignin als die bekannten Weißfäulepilze gesucht und identifiziert, aber die Pilze wurden nicht weniger häufig eingesetzt, da sie langsam wuchsen und eine geringe Enzymproduktivität aufwiesen. Sie wurden angereicherten Kulturen ausgesetzt, um die Bakterien zu erforschen, anstatt sie aus 300 Bodenproben mit Zedernmehl als einziger Kohlenstoffquelle herzustellen. Daraus wurde eine Kultur mit Actinomyceten ausgewählt, die die höchste Oxidationsaktivität von 2,6-Dimetoxyphenol (2,6-DMP), bekannt als Laccase-Substrat, zeigte, und als Stamm KS1025A bezeichnet. Die Eigenschaften der Bakterien und das Verhalten der abgesonderten Enzyme wurden untersucht. Als Ergebnis wurde er anhand der 16S-rDNA-Gensequenzhomologie als Stamm von Streptomyces sp. identifiziert. Die optimale Temperatur und der optimale pH-Wert für die Laccase-Aktivität des abgesonderten Enzyms dieses Stammes betragen 50 °C bzw. 4,5. Da Mn2+ nicht direkt oxidiert wurde, wurde angenommen, dass es keine Manganperoxidase enthielt. Die Aktivität nahm jedoch zu, als während der 2,6-DMP-Oxidationsreaktion MnSO4 zugegeben wurde. Nach 120 Stunden Kultivierung konnte dieser Stamm eine Laccase-Aktivität von 14 U/ml erreichen, was die bekannten Werte von Weißfäulepilzen, nämlich 1,8 U/ml nach etwa 20 Tagen, bei weitem übertraf. Da die Reaktion während der 2,6-DMP-Oxidationsreaktion ohne Zugabe von H2O2 fortgesetzt werden konnte, wird angenommen, dass die Kulturlösung freie Oxidationsmittel enthält. Außerdem wurden von diesem Stamm innerhalb von 5 Tagen etwa 50 % der 0,05 %igen Ligninsulfonsäure entfärbt. Der Stamm oder das von ihm produzierte Enzym kann für den schnellen biologischen Abbau von Lignin verwendet werden, wenn harte (oder weiche) Biomasse mit Lignin zugegeben wird, um Bioethanol herzustellen.