Purification et caractérisation d’une kératinase thermostable KERAK-29 chez une nouvelle souche d’Actinomycète
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Date
2014
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Abstract
Dans le cadre de la recherche et la production d’enzymes kératinolytiques thermostables chez
les microorganismes thermophiles, une nouvelle souche d'Actinomycète thermophile Cpt29
est isolée à partir du compost de poulet (Nord Est Algérie) et identifiée par des méthodes
taxonomiques classiques couplées à la biologie moléculaire en se basant sur le séquençage du
gène d’ARNr 16S. L’analyse de la séquence obtenue par alignement a permis de rattacher
cette nouvelle souche Cpt29 au genre «Actinomadura» avec 99% de similarité, ainsi l’analyse
phylogénique confirme bien l’apparenté de cette souche à l’espèce Actinomadura
keratinilytica. La souche thermophile Actinomadura keratinilytica Cpt29 présente une activité
kératinolytique de l’ordre de 39.62 UI/ml. Par la suite, nous avons procédé à l’optimisation de
la production des kératinases par méthode classique. Après optimisation des conditions de
culture de cette souche sur un milieu liquide à base de farine de plumes, nous avons triplé
cette activité, soit 135.23 UI/ml. Cette activité reste compétitive par rapport à celles obtenues
chez le genre Bacillus et Streptomyces.
Dans une autre partie du travail, nous avons purifié la kératinase recherchée et déterminé ses
propriétés biochimiques. Ainsi, par techniques d’électrophorèse (PAGE-SDS) et
spectroscopie de masse (MADI-TOF/MS), nous avons montré que l'enzyme KERAK-29 est
monomérique et présente une masse moléculaire de 29,2331 kDa. Par ailleurs l’analyse de la
séquence N-terminal des 25 résidus d’acides aminés de la KERAK-29 :
TQADPPSWGLNNIDRQTAFTKATSI présente une grande homologie avec d’autres
protéases du genre Streptomyces. L'étude de l'effet de certains inhibiteurs a montré que le
PMSF et DFP inhibent totalement l'activité enzymatique ce qui rattache cette enzyme à la
famille des protéases à serine. Les optima de pH et température de la KERAK-29 sont
respectivement pH 10 et 70°C. L'étude de la stabilité de cette protéase vis à avis du pH alcalin
et de température élevée montre que la KERAK-29 présente une haute stabilité entre pH 6-11
et une bonne thermostabilité à 70, 80 et 90°C en présence du Mn2+
.
Du point de vue application, cette nouvelle KERAK-29 ayant des caractéristiques
biochimiques particulières (alcalinité, thermostabilité élevée et une stabilité importante en
présence de détergents) pourrait être utilisée avec succès dans des applications
biotechnologiques notamment dans la valorisation des déchets de plumes, le traitement de
cuirs, la synthèse des peptides et la détergence.