Enhanced activity of hyperthermostable <i>Pyrococcus horikoshii </i>endoglucanase in superbase ionic liquids
Julkaisuvuosi
2022
Tekijät
Hebal, Hakim; Hamalainen, Joonas; Makkonen, Laura; King, Alistair W. T.; Kilpelainen, Ilkka; Bankar, Sandip; Boucherba, Nawel; Turunen, Ossi
Tiivistelmä
<p>Objectives: Ionic liquids (ILs) that dissolve biomass are harmful to the enzymes that degrade lignocellulose. Enzyme hyperthermostability promotes a tolerance to ILs. Therefore, the limits of hyperthemophilic Pyrococcus horikoschii endoglucanase (PhEG) to tolerate 11 superbase ILs were explored. Results: PhEG was found to be most tolerant to 1-ethyl-3-methylimidazolium acetate ([EMIM]OAc) in soluble 1% carboxymethylcellulose (CMC) and insoluble 1% Avicel substrates. At 35% concentration, this IL caused an increase in enzyme activity (up to 1.5-fold) with CMC. Several ILs were more enzyme inhibiting with insoluble Avicel than with soluble CMC. K<sub>m</sub> increased greatly in the presence ILs, indicating significant competitive inhibition. Increased hydrophobicity of the IL cation or anion was associated with the strongest enzyme inhibition and activation. Surprisingly, PhEG activity was increased 2.0–2.5-fold by several ILs in 4% substrate. Cations exerted the main role in competitive inhibition of the enzyme as revealed by their greater binding energy to the active site. Conclusions: These results reveal new ways to design a beneficial combination of ILs and enzymes for the hydrolysis of lignocellulose, and the strong potential of PhEG in industrial, high substrate concentrations in aqueous IL solutions.</p>
Näytä enemmänOrganisaatiot ja tekijät
Itä-Suomen yliopisto
Turunen Ossi Rauno Sakari
Julkaisutyyppi
Julkaisumuoto
Artikkeli
Emojulkaisun tyyppi
Lehti
Artikkelin tyyppi
Alkuperäisartikkeli
Yleisö
TieteellinenVertaisarvioitu
VertaisarvioituOKM:n julkaisutyyppiluokitus
A1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessäJulkaisukanavan tiedot
Lehti
Emojulkaisun nimi
Volyymi
44
Numero
8
Sivut
961-974
ISSN
Julkaisufoorumi
Julkaisufoorumitaso
1
Avoin saatavuus
Avoin saatavuus kustantajan palvelussa
Kyllä
Julkaisukanavan avoin saatavuus
Osittain avoin julkaisukanava
Kustantajan version lisenssi
CC BY
Rinnakkaistallennettu
Kyllä
Rinnakkaistallenteen lisenssi
CC BY
Muut tiedot
Tieteenalat
Kemia; Teollinen bioteknologia; Biokemia, solu- ja molekyylibiologia
Avainsanat
[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
Kustantajan kansainvälisyys
Kansainvälinen
Kieli
englanti
Kansainvälinen yhteisjulkaisu
Kyllä
Yhteisjulkaisu yrityksen kanssa
Kyllä
DOI
10.1007/s10529-022-03268-5
Julkaisu kuuluu opetus- ja kulttuuriministeriön tiedonkeruuseen
Kyllä