Criblage, identification et optimisation des conditions de fermentation pour Bacillus subtilis produisant de la cellulase \u00e0 haut rendement
\nCes derni\u00e8res ann\u00e9es, avec l'utilisation illimit\u00e9e des combustibles fossiles, les prix mondiaux du p\u00e9trole ont fluctu\u00e9 de fa\u00e7on spectaculaire, affectant gravement la vie quotidienne de l'homme. Les gens se pr\u00e9occupent de plus en plus de la recherche et du d\u00e9veloppement de nouvelles sources d'\u00e9nergie alternatives, et la biomasse cellulosique est actuellement reconnue comme la source d'\u00e9nergie renouvelable la plus pr\u00e9cieuse et la plus prometteuse. La biomasse cellulosique est la biomasse la plus r\u00e9pandue et la plus abondante sur Terre. Elle est principalement compos\u00e9e de cellulose, d'h\u00e9micellulose et de lignine. Cependant, la cellulose, l'h\u00e9micellulose et la lignine sont \u00e9troitement li\u00e9es par des liaisons hydrog\u00e8ne et covalentes, ce qui conf\u00e8re \u00e0 la biomasse une structure tenace. Nous n'avons exploit\u00e9 que moins de 2% de ressources cellulosiques. L'utilisation de la biotechnologie moderne pour convertir la cellulose en carburants liquides tels que l'\u00e9thanol offre des rendements stables, renouvelables et non polluants, et peut r\u00e9soudre des probl\u00e8mes tels que la crise \u00e9nerg\u00e9tique, la pollution de l'environnement et la crise alimentaire. Mais pour r\u00e9soudre ce probl\u00e8me, la chose la plus cruciale est d'obtenir des cellulases efficaces et peu co\u00fbteuses.<\/p>\n
La cellulase est un terme collectif d\u00e9signant un groupe de syst\u00e8mes enzymatiques complexes qui d\u00e9gradent la cellulose pour produire des monosaccharides ou des polysaccharides, comprenant principalement l'endoglucanase, l'exoglucanase et la \u03b2 -1,4 glucosidase. Ces trois enzymes travaillent ensemble pour d\u00e9grader les substances cellulosiques. \u00c0 l'heure actuelle, la recherche sur les bact\u00e9ries productrices de cellulase se concentre principalement sur les champignons tels que Trichoderma, Penicillium et Aspergillus. Cependant, la plupart de leurs cellulases se lient \u00e0 la membrane cellulaire, ce qui n'est pas pratique \u00e0 utiliser, et le co\u00fbt de la s\u00e9paration et de l'extraction des enzymes est trop \u00e9lev\u00e9. En outre, les cellulases fongiques ont non seulement un long cycle de production, mais la plupart des cellulases produites doivent \u00e9galement \u00eatre produites \u00e0 des temp\u00e9ratures plus \u00e9lev\u00e9es pour \u00eatre efficaces. \u00c0 temp\u00e9rature ambiante ou \u00e0 des temp\u00e9ratures plus basses, l'activit\u00e9 enzymatique est tr\u00e8s faible. Les bact\u00e9ries poussent plus vite que les champignons, peuvent obtenir des niveaux d'expression plus \u00e9lev\u00e9s d'enzymes recombinantes et peuvent produire des glycosides hydrolases plus complexes pour des r\u00e9actions synergiques d'hydrolyse enzymatique. Par ailleurs, les bact\u00e9ries pr\u00e9sentent une grande diversit\u00e9 naturelle et sont plus susceptibles de produire des enzymes r\u00e9sistantes \u00e0 la chaleur et stables aux alcalis. Jusqu'\u00e0 pr\u00e9sent, les bact\u00e9ries productrices de cellulase qui ont \u00e9t\u00e9 largement \u00e9tudi\u00e9es sont Vibrio, Bacillus, Bacteroides, Clostridium, Erwinia, Ruminococcus et Thermomonas.<\/p>\n
Jusqu'\u00e0 pr\u00e9sent, bien que de nombreuses recherches aient \u00e9t\u00e9 men\u00e9es sur la conversion de la lignocellulose, la conversion de la biomasse cellulosique en bio\u00e9thanol reste confront\u00e9e \u00e0 des d\u00e9fis importants en raison des co\u00fbts commerciaux \u00e9lev\u00e9s des h\u00e9micellulases et des cellulases. Il est donc urgent de d\u00e9velopper de nouvelles cellulases efficaces et peu co\u00fbteuses, et la s\u00e9lection de souches de cellulases \u00e0 haut rendement est particuli\u00e8rement importante. Le criblage de souches bact\u00e9riennes productrices de cellulases \u00e0 haut rendement \u00e0 partir de souches conserv\u00e9es en laboratoire, l'identification et la recherche sur ces souches, la fourniture de sources de souches pour la recherche sur la pr\u00e9paration de cellulases et l'\u00e9tablissement d'une certaine base pour l'am\u00e9lioration g\u00e9n\u00e9tique, la construction de souches de g\u00e9nie g\u00e9n\u00e9tique et d'autres travaux.<\/p>\n
<\/p>\n
Dans cette \u00e9tude, un total de 5 souches de bact\u00e9ries \u00e0 forte production de cellulase ont \u00e9t\u00e9 s\u00e9lectionn\u00e9es \u00e0 partir de souches conserv\u00e9es en laboratoire. Les caract\u00e9ristiques morphologiques, physiologiques et biochimiques ainsi que l'analyse de l'ADNr 16S ont permis d'identifier Bacillus subtilis, 2 souches de Bacillus subtilis et 3 souches de Bacillus amyloliquefaciens. De nombreux champignons et bact\u00e9ries pr\u00e9sents dans la nature peuvent produire diverses cellulases. \u00c0 l'heure actuelle, de nombreuses \u00e9tudes ont \u00e9t\u00e9 men\u00e9es sur les cellulases fongiques et les cellulases commercialis\u00e9es proviennent principalement de champignons. Les bact\u00e9ries productrices de cellulase ont \u00e9galement attir\u00e9 l'attention en raison de leur forte adaptabilit\u00e9 et d'autres avantages, et elles sont susceptibles de devenir une source tr\u00e8s importante de cellulase dans l'industrie. Parmi elles, Bacillus subtilis peut produire et s\u00e9cr\u00e9ter un grand nombre d'enzymes extracellulaires, ce qui en fait la principale bact\u00e9rie \u00e9tudi\u00e9e. En outre, elles peuvent \u00e9galement former des endospores et des m\u00e9tabolites secondaires dans des conditions de croissance lente dans la matrice de cellulose, ce qui leur conf\u00e8re un avantage concurrentiel. Parmi elles, Bacillus subtilis est l'excellente bact\u00e9rie productrice de cellulase la plus rapport\u00e9e, tandis que Bacillus amyloliquefaciens l'est rarement.<\/p>\n
Le rapport entre le diam\u00e8tre du cercle d'hydrolyse et le diam\u00e8tre de la colonie sur la plaque de CMC rouge Congo dans cet article est sup\u00e9rieur \u00e0 4,5, le minimum ZB6 \u00e9tant de 4,61 et le maximum AF1 atteignant 8,04, ce qui d\u00e9passe de loin les souches bact\u00e9riennes \u00e0 forte activit\u00e9 enzymatique cribl\u00e9es \u00e0 l'aide de la m\u00eame m\u00e9thode, telles que rapport\u00e9es dans la litt\u00e9rature nationale et \u00e9trang\u00e8re existante. L'activit\u00e9 enzymatique la plus \u00e9lev\u00e9e signal\u00e9e dans la litt\u00e9rature \u00e9tait celle de la souche PX19 isol\u00e9e par Tang Hao et al. dans le tractus intestinal de l'\u00e9l\u00e9phant bambou g\u00e9ant. Le rapport entre le diam\u00e8tre du cercle d'hydrolyse et le diam\u00e8tre de la colonie de la souche ayant l'activit\u00e9 enzymatique la plus \u00e9lev\u00e9e n'\u00e9tait que de 4,83. Apr\u00e8s avoir optimis\u00e9 et cribl\u00e9 les conditions de fermentation solide pour la production de cellulase par la souche AF1, son activit\u00e9 enzymatique la plus \u00e9lev\u00e9e sur papier filtre peut atteindre 26,904U\/g. En outre, l'\u00e9quipe de recherche pr\u00e9c\u00e9dente a d\u00e9couvert que la bact\u00e9rie AF1 peut \u00e9galement produire une amylase, une prot\u00e9ase et des substances antibact\u00e9riennes \u00e0 large spectre tr\u00e8s actives. Utilis\u00e9e pour l'alimentation des poussins, elle peut am\u00e9liorer de mani\u00e8re significative l'indice de conversion alimentaire, inhiber la croissance des agents pathog\u00e8nes, r\u00e9duire l'apparition des maladies et diminuer le taux de mortalit\u00e9. Il s'agit d'une souche puissante aux fonctions multiples et au potentiel de d\u00e9veloppement important.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Screening, identification, and optimization of fermentation conditions for high-yielding cellulase producing Bacillus subtilis In recent years, with the unlimited use of fossil fuels, global oil prices have fluctuated dramatically, seriously affecting human daily life. People are increasingly concerned about the research and development of new alternative energy sources, and cellulose biomass fuel is currently recognized […]<\/p>","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[20],"tags":[],"yoast_head":"\n