Discovery of carbamate degrading enzymes by functional metagenomics

Autor: Angeline Rizzo, Sophie Duquesne, Diego P. Morgavi, Lisa Ufarté, Elisabeth Laville, Christophe Klopp, Patrick Robe, Gabrielle Potocki-Véronèse, Sandra Pizzut-Serin
Přispěvatelé: Laboratoire d'Ingénierie des Systèmes Biologiques et des Procédés (LISBP), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), Unité Mixte de Recherche sur les Herbivores - UMR 1213 (UMRH), VetAgro Sup - Institut national d'enseignement supérieur et de recherche en alimentation, santé animale, sciences agronomiques et de l'environnement (VAS)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-AgroSup Dijon - Institut National Supérieur des Sciences Agronomiques, de l'Alimentation et de l'Environnement, LibraGenSA, Unité de Mathématiques et Informatique Appliquées de Toulouse (MIAT INRA), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), European Union's framework programme Horizon [LEITBIO-2015-685474], INRA metaprogramme M2E, Unité Mixte de Recherches sur les Herbivores - UMR 1213 (UMRH), VetAgro Sup - Institut national d'enseignement supérieur et de recherche en alimentation, santé animale, sciences agronomiques et de l'environnement (VAS)-AgroSup Dijon - Institut National Supérieur des Sciences Agronomiques, de l'Alimentation et de l'Environnement-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), Potocki-Veronese, Gabrielle, Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-VetAgro Sup - Institut national d'enseignement supérieur et de recherche en alimentation, santé animale, sciences agronomiques et de l'environnement (VAS)
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2017
Předmět:
0301 basic medicine
[SDV.BIO]Life Sciences [q-bio]/Biotechnology
Hydrolases
medicine.medical_treatment
lcsh:Medicine
Esterase
Biochemistry
biodegradation
chemistry.chemical_compound
Database and Informatics Methods
polymère
lcsh:Science
2. Zero hunger
chemistry.chemical_classification
rumen
Multidisciplinary
Organic Compounds
Esterases
carbamate
Esters
Genomics
Proteases
biodégradation
Enzymes
Chemistry
Physical Sciences
pollutant
Sequence Analysis
thiocarbamates
Research Article
Fenobucarb
Carbamate
Bioinformatics
030106 microbiology
Sequence Databases
Biotechnologies
Research and Analysis Methods
03 medical and health sciences
Bioremediation
microbiote
Hydrolase
séquençage
medicine
Genetics
Animals
Molecular Biology Techniques
Molecular Biology
lcsh:R
Organic Chemistry
polluant
Chemical Compounds
Biology and Life Sciences
Proteins
Pesticide
030104 developmental biology
Enzyme
Biological Databases
chemistry
Metagenomics
Enzymology
lcsh:Q
Cattle
Carbamates
composé xénobiotique
Cloning
Zdroj: PLoS ONE
PLoS ONE, Public Library of Science, 2017, 12 (12), 21 p. ⟨10.1371/journal.pone.0189201⟩
Plos One 12 (12), 21 p.. (2017)
PLoS ONE, 2017, 12 (12), 21 p. ⟨10.1371/journal.pone.0189201⟩
PLoS ONE, Vol 12, Iss 12, p e0189201 (2017)
PLOS ONE
ISSN: 1932-6203
DOI: 10.1371/journal.pone.0189201⟩
Popis: Bioremediation of pollutants is a major concern worldwide, leading to the research of new processes to break down and recycle xenobiotics and environment contaminating polymers. Among them, carbamates have a very broad spectrum of uses, such as toxinogenic pesticides or elastomers. In this study, we mined the bovine rumen microbiome for carbamate degrading enzymes. We isolated 26 hit clones exhibiting esterase activity, and were able to degrade at least one of the targeted polyurethane and pesticide carbamate compounds. The most active clone was deeply characterized. In addition to Impranil, this clone was active on Tween 20, pNP-acetate, butyrate and palmitate, and on the insecticide fenobucarb. Sequencing and sub-cloning of the best target revealed a novel carboxyl-ester hydrolase belonging to the lipolytic family IV, named CE_Ubrb. This study highlights the potential of highly diverse microbiota such as the ruminal one for the discovery of promiscuous enzymes, whose versatility could be exploited for industrial uses.
Databáze: OpenAIRE
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