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Effect of growth conditions on the production of manganese peroxidase by three strains of Bjerkandera adusta

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We were looking for a strain of Bjerkandera adusta that produces high titres of manganese peroxidase under optimal conditions for large-scale enzyme purification. We have chosen two strains from the University of Alberta Microfungus Collection and Herbarium, UAMH 7308 and 8258, and compared the effects of growth conditions and medium composition on enzyme production with the well-characterized strain BOS55 (ATCC 90940). Of four types of cereal bran examined, rice bran at 3% (w/v) in 60 mM phosphate buffer pH 6 supported the highest levels of enzyme production. Using 100 mL medium in 500-mL Erlenmeyer flasks, maximum enzyme levels in the culture supernatant occurred after about 10 days of growth; 5.5 U·mL–1 for UAMH 7308, 4.4 U·mL–1 for UAMH 8258, and 1.7 U·mL–1 for BOS55, where units are expressed as micromoles of Mn-malonate formed per minute. Growth as submerged cultures in 10-L stirred tank reactors produced 3.5 U·mL–1 of manganese peroxidase (MnP) by UAMH 8258 and 2.5 U·mL–1 of MnP by 7308, while enzyme production by BOS55 was not successful in stirred tank reactors but could be scaled up in 2-L shake flasks containing 400 mL rice bran or glucose – malt – yeast extract (GMY) – Mn-glycolate medium to produce MnP levels of 1.7 U·mL–1. These results show that the two strains of B. adusta, UAMH 7308 and 8258, can produce between two and three times the manganese peroxidase level of B. adusta BOS55, that they are good candidates for scale up of enzyme production, and that the rice bran medium supports higher levels of enzyme production than most previously described media.Key words: growth conditions, cereal bran, manganese peroxidase, Bjerkandera adusta, white rot fungi.

Nous étions à la recherche d'une souche de Bjerkandera adusta qui produit des titres élevés de manganèse peroxydase en conditions optimales à des fins de purification enzymatique à grande échelle. Nous avons choisi deux souches du « Microfungus Collection and Herbarium » de l'Université de l'Alberta, UAMH 7308 et 8258, et comparé les effets des facteurs environnementaux et de la composition du milieu sur la production enzymatique de ces deux souches avec la souche bien caractérisée BOS55 (ATCC 90940). Parmi les quatre types de son de céréales que nous avons étudié, le son de riz à une concentration de 3% (p/v) dans un tampon phosphate 60 mM pH 6 est celui avec lequel nous avons obtenu les plus hauts niveaux de production enzymatique. En utilisant 100 mL de milieu dans un Erlenmeyer de 500 mL, les niveaux maximums d'enzyme présents dans le bouillon de culture sont apparus après 10 jours de croissance; 5,5 U·mL–1 pour UAMH 7308, 4,4 U·mL–1 pour UAMH 8258, et 1,7 U·mL–1 pour BOS55, unités exprimées en micromoles de malonate de manganèse formé par minute. La croissance des cultures submergées dans des fermenteurs de 10 L avec agitateur a produit 3,5 U·mL–1 de manganèse peroxydase (MnP) par la souche UAMH 8258 et 2,5 U·mL–1 de MnP par la souche 7308, tandis que la production de MnP par la souche BOS55 n'a pas été productive dans les fermenteurs de 10 L, mais a pu être extrapolée à partir des contenants de 2 L contenant 400 mL de son de riz ou de milieu glucose – malt – extrait de levure (GMY) – Mn-glycolate pour produire des niveaux de MnP de 1,7 U·mL–1. Ces résultats démontrent que les deux souches de B. adusta, UAMH 7308 et 8258, peuvent produire de deux à trois fois les niveaux de manganèse peroxydase que produit B. adusta BOS55, que ces souches sont de bonnes candidates pour la production à grande échelle de l'enzyme et que le milieu contenant du son de riz permet de plus hauts niveaux de production enzymatique que la plupart des milieux décrits précédemment.Mots clés : facteurs environnementaux, son de céréales, manganèse peroxydase, Bjerkandera adusta, moisissures ligninolytiques.[Traduit par la Rédaction]

Keywords: Bjerkandera adusta; cereal bran; facteurs environnementaux; growth conditions; manganese peroxidase; manganèse peroxydase; moisissures ligninolytiques; son de céréales; white rot fungi

Document Type: Research Article

Publication date: April 1, 2001

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  • Published since 1954, this monthly journal contains new research in the field of microbiology including applied microbiology and biotechnology; microbial structure and function; fungi and other eucaryotic protists; infection and immunity; microbial ecology; physiology, metabolism and enzymology; and virology, genetics, and molecular biology. It also publishes review articles and notes on an occasional basis, contributed by recognized scientists worldwide.
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