The investigation of ligninolytic enzyme activity variations depend on growth conditions

Abstract

Funguslar ve spesifik enzimleri tarafından lignin degradasyonu pek çok biyoteknolojik çalışmanın odak noktasını oluşturmaktadır. En etkili lignin degrade edicileri, beyaz çürükçül grubu funguslardır. Bunlardan Pleurotus eryngii ticari açıdan önemli yenilebilir mantar türlerindendir. Bu fungus sentetik ortamlarda ya da bitki rezidülerini içeren çok çeşitli substratlar üzerinde kültive edilebilir. Bundan dolayı, son yıllarda ligninolitik enzimlere artan bir ilgi bulunmaktadır._x000B_Bu çalışmada amaç, derin kültür fermentasyonunda (DKF) P. eryngii den lignin peroksidaz (LiP), mangan peroksidaz (MnP), aril alkol oksidaz (AAO) ve lakkaz (Lak) ligninolitik enzimlerinin maksimum aktiviteleri için optimum büyüme koşullarının araştırılmasıdır. Buna ilaveten, indirgen şeker, azot ve protein seviyeleri, biyokütle ve pH seviyeleri de incelenmiştir. Bu amaçla, bazal ortam ve erlenmayer hacimlerinin, farklı sıvı ortamların, aşılama tipi ve sıcaklığın, kültivasyon modunun, nitratın, mangan ve bakır iyonları derişimleri SF koşulları için çalışılmıştır. DK de kültivasyon, agar kesitiyle aşılama ve durağan inkübasyonda 28 derecede gerçekleştirildi._x000B_Sonuçlara göre, P. eryngii tarafından en yüksek Lak ve MnP aktiviteleri sırasıyla 973.333 ve 756 U/L iken, LiP ve AAO aktiviteleri 42.527 ve 271.828 U/L dir. DK de indirgen şeker ve azot seviyeleri inkubasyonun beşinci gününde süratle azalmıştır. Son olarak, Metil Oranj, Reaktif Kırmızı 2 ve Reaktif Siyah 5 boyalarının dekolorizasyonları DKF den elde edilen ligninolitik enzimlerle gerçekleştirilmiştir. Bu sonuçlar incelenen ligninolitik enzimlerin azo boyaların dekolorizasyonunda kullanılabileceğini göstermektedir. Lignin degradation by fungi and their specific enzymes has been focus of a large number of biotechnological studies. The most efficient lignin degraders are fungi of the white rot group. Of these, Pleurotus eryngii is commercially important edible mushroom species. This fungus can be cultivated in synthetic medium. Therefore, there has been an increasing trend to ligninolytic enzymes in recent years._x000B_In this study; the aim is to investigate optimal growth conditions for maximum ligninolytic enzyme activities, which are laccase (Lac), manganese peroxidase (MnP), lignin peroxidase (LiP) and aryl alcohol oxidase (AAO) enzymes from P. eryngii in submerged fermentation (SF). In addition, reducing sugar, nitrogen and protein levels, biomass and pH levels were also researched. For this purpose, the effects of basal medium and flask volume, different liquid medium, inoculation type and temperature, cultivation mode, nitrate, manganese and copper concentrations were studied for SF conditions. In SF, cultivation was performed with plug inoculation and stationary incubation at degree of 28._x000B_According to the results, the highest Lac and MnP activities were detected as 973.333 and 756 U/L, while LiP and AAO were obtained as 42.527 and 271.828 U/L, respectively. The reducing sugar and nitrogen levels in SF were sharply decreased on the fifth day. Finally, decolorization of methyl orange, reactive red 2 and reactive black 5 was performed with the ligninolytic enzyme obtained by SF. These results showed that the investigated ligninolytic enzymes can be used decolorization of azo dyes.