Novel extracellular proteolytic activity in Pediococcus acidilactici ATCC 8042

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Abstract:

Proteolytic systems are common in lactic acid bacteria, but there are few reports about proteases or peptidases in the genus Pediococcus. To evaluate the presence of these types of enzymes, Pediococcus acidilactici ATCC 8042 was cultured in MRS broth. Supernatants collected during the log phase showed proteolytic activity towards an elastin dispersion when assayed using a spectrophotometer. Zn2+ showed a stimulatory effect, and the proteolytic activity reached its maximum when 200 mmol/L NaCl was included in the reaction buffer. On the other hand, activity was reduced when 5 mmol/L EDTA, 10 mmol/L phenylmethylsulfonyl fluoride, and 10 mmol/L 1,10-phenanthroline were used or when the sample was heat treated. Zymograms showed two different proteolytic bands when gelatin was used as a substrate (>200 and 107 kDa), but only the higher molecular mass band was detected when casein or elastin was used. The gelatinolytic activity was not detected with zymograms of the 107 kDa band, which was the one inactivated by heat treatment. The use of a renaturing SDS-PAGE gel with embedded Micrococcus lysodeikticus cells allowed for the detection of a band with peptidoglycan hydrolase activity migrating at about 110 kDa. This activity was lost when 10 mmol/L EDTA was added to the renaturing buffer. Therefore, Pediococcus showed at least three different extracellular enzymes that were produced during the logarithmic growth phase and acted on peptide substrates. Each showed different substrate specificity, ion requirements, and thermostability.

Les systèmes protéolytiques sont communs chez les bactéries lactiques, mais il n’existe que peu d’études sur les protéases et les peptidases chez le genre Pediococcus. Afin d’évaluer la présence de ces types d’enzymes, Pediococcus acidilactici ATCC 8042 a été cultivée dans le milieu MRS. Les surnageants recueillis durant la phase logarithmique de croissance ont révélé la présence d’une activité protéolytique envers une dispersion d’élastine tel que mesuré au spectrophotomètre. Le Zn2+ a exercé une activité stimulatrice et l’activité protéolytique a atteint un plateau lorsque 200 mmol/L de NaCl a été ajouté au tampon de réaction. En revanche, l’activité était réduite lorsque 5 mmol/L d’EDTA, 10 mmol/L de phenylmethylsulfonyl fluorure et 10 mmol/L de 1,10-phenanthroline étaient utilisés, ou lorsque l’échantillon était chauffé. Les zymogrammes ont révélé la présence de deux bandes protéolytiques différentes lorsque la gélatine était utilisée comme substrat (>200 et 107 kDa), mais seule la bande de plus haut masse moléculaire était détectée lorsque la caséine ou l’élastine étaient utilisées comme substrat. L’activité gélatinolytique n’était pas détectée avec des zymogrammes de la bande de 107 kDa, celle qui était inactivée par la chaleur. L’utilisation d’un SDS-PAGE renaturant incorporant des cellules de Micrococcus lysodeikticus a permis de détecter une bande possédant une activité peptidoglycane hydrolase, migrant approximativement à 110 kDa. Cette activité était perdue lorsque 10 mmol/L d’EDTA était ajouté au tampon de renaturation. Ainsi, Pediococcus a produit au moins trois enzymes extracellulaires durant la phase de croissance logarithmique agissant sur des substrats peptidiques. Chacune d’elles a démontré une spécificité de substrat, une dépendance aux ions et une thermostabilité.

Document Type: Research Article

Publication date: August 1, 2008

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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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