Appl. Environ. Microbiol. 1987 Pyne 2844 8

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  • 8/10/2019 Appl. Environ. Microbiol. 1987 Pyne 2844 8

    1/6

    1987, 53(12):2844.Appl. Environ. Microbiol.

    Bary W. WilsonJohn W. Pyne Jr., Dorothy L. Stewart, James Fredrickson and

    Coriolus versicolorFraction fromSolubilization of Leonardite by an Extracellular

    http://aem.asm.org/content/53/12/2844Updated information and services can be found at:

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  • 8/10/2019 Appl. Environ. Microbiol. 1987 Pyne 2844 8

    2/6

    V o l .

    5 3 ,

    N o .

    1 2

    P P L I E D AND

    ENVIRONMENTAL

    M I C R O B I O L O G Y ,

    D e c .

    1 9 8 7 ,

    p . 2 8 4 4 - 2 8 4 8

    0 0 9 9 - 2 2 4 0 / 8 7 / 1 2 2 8 4 4 - 0 5 0 2 . 0 0 / 0

    C o p y r i g h t

    1 9 8 7 ,

    A m e r i c a n

    S o c i e t y

    f o r

    M i c r o b i o l o g y

    S o l u b i l i z a t i o n o f L e o n a r d i t e

    b y

    an E x t r a c e l l u l a r

    F r a c t i o n

    f r o m

    C o r i o l u s

    v e r s i c o l o r

    JOHN

    W.

    PYNE, J R . , *

    DOROTHY

    L .

    S T E W A R T ,

    JAMES

    FREDRICKSON,

    AND BARY

    W

    WILSON

    B a t t e l l e , P a c i f i c N o r t h w e s t

    L a b o r a t o r i e s , R i c h l a n d , W a s h i n g t o n

    9 9 3 5 2

    R e c e i v e d

    3

    J u n e

    1 9 8 7 / A c c e p t e d

    1 0

    S e p t e m b e r

    1 9 8 7

    C o r i o l u s

    v e r s i c o l o r h a s

    p r e v i o u s l y

    b e e n

    s h o w n

    t o

    d e g r a d e l e o n a r d i t e ,

    an

    o x i d i z e d

    form o f

    l i g n i t e .

    A n

    e x t r a c e l l u l a r

    f r a c t i o n

    c o n t a i n i n g

    p r o t e i n p u r i f i e d

    f r o m

    a C .

    v e r s i c o l o r

    c u l t u r e

    s o l u b i l i z e d

    l e o n a r d i t e i n

    v i t r o .

    E x p r e s s i o n o f

    t h e

    a c t i v i t y

    d i d

    n o t

    r e q u i r e

    t h e

    p r e s e n c e

    o f l e o n a r d i t e

    a n d

    a p p e a r e d

    d u r i n g

    i d i o p h a s e . D u r i n g

    i o n - e x c h a n g e

    a n d

    g e l

    f i l t r a t i o n c o l u m n

    c h r o m a t o g r a p h y ,

    l e o n a r d i t e - b i o s o l u b i l i z i n g

    a c t i v i t y

    e l u t e d

    w i t h

    s y r i n g a l d az i ne o x i da s e

    a c t i v i t y

    a n d w i t h

    p r o t e i n ,

    as

    m e a s u r e d

    b y

    A 2 8 0

    a n d

    t h e b i u r et

    p r o t e i n

    a s s a y .

    S y r i n g a l d a z i n e

    i s a

    s u b s t r a t e

    o f t h e

    p o l y p h e n o l

    o x i d a s e

    f o r m e d

    b y

    C . v e r s i c o l o r .

    C o m p a r i s o n

    o f

    l e o n a r d i t e -

    b i o s o l u b i l i z i n g

    a c t i v i t y

    w i t h

    t h e

    e f f e c t s o f

    c h e l a t o r s a n d s u r f a c e - a c t i v e

    a g e n t s

    o n

    l e o n a r d i t e

    showed

    t h a t

    b i o s o l u b i l i z a t i o n

    w as

    n o t d u e t o e i t h e r

    s u r f a c t a n t

    o r

    c h e l a t i n g

    a b i l i t y .

    H e a t t r e a t m e n t o f t h e

    p r e p a r a t i o n

    a t

    6 0 C

    f o r

    3 0 m i n

    s i g n i f i c a n t l y

    r e d u c e d b o t h

    s y r i n g a l d a z i n e

    o x i d a s e

    a n d

    l e o n a r d i t e - b i o s o l u b i l i z i n g

    a c t i v i t i e s .

    C y a n i d e ,

    a z i d e ,

    a n d

    t h i o g l y c o l a t e , w h i c h ar e

    known i n h i b i t o r s o f

    s y r i n g a l d a z i n e

    o x i d a s e

    a c t i v i t y

    o f C .

    v e r s i c o l o r ,

    a l s o

    i n h i b i t e d l e o n a r d i t e

    b i o s o l u b i l i z a t i o n .

    From t h e s e

    d a t a ,

    we c o n c l u d e t h a t t h e

    p u r i f i e d

    p r o t e i n

    f r a c t i o n f r o m

    C .

    v e r s i c o l o r

    c o n t a i n s

    a

    s y r i ng a l d a zi n e o x i d as e

    a c t i v i t y

    t h a t p a r t i c i p a t e s

    i n

    l e o n a r d i t e

    b i o s o l u b i l i z a t i o n

    b y

    e n z y m a t i c

    a c t i o n .

    M i c r o b i a l

    b i o s o l u b i l i z a t i o n , a s e v i d e n c e d

    b y t h e f o r m a t i o n

    o f

    d i s c r e t e p r o d u c t d r o p l e t s

    f r o m l o w - r a n k c o a l

    b y C o r i o l u s

    v e r s i c o l o r

    a n d

    P o r i a m o n t i c o l a , was

    f i r s t

    r e p o r t e d

    b y

    C o h e n

    a n d G a b r i e l e

    ( 2 )

    a n d h a s

    s i n c e

    b e e n c o n f i r m e d

    a n d

    e x t e n d e d

    t o

    i n c l u d e C a n d i d a

    s p .

    s t r a i n M L 1 1 3 ,

    P e n i c i l l i u m

    w a k s -

    m a n i i , S p o r o t h r i x

    s p . , A s p e r g i l l u s s p .

    ( 9 ) , S t r e p t o m y c e s s p .

    8 , B j e r k a n d e r a a d u s t a , P o r i a

    p l a c e n t a , a n d Fomes a n -

    n o s u s

    ( 1 0 ) .

    T h e

    t e r m

    b i o s o l u b i l i z a t i o n h a s b e e n c o i n e d t o

    e m p h a s i z e

    t h e

    m e t a b o l i c

    o r i g i n

    o f

    t h e

    s o l u b l e p r o d u c t . I n

    n a t u r e ,

    many

    f u n g i u s e

    c o m p l e x

    p l a n t o r g a n i c

    m o l e c u l e s

    a s

    s o u r c e s

    o f

    c a r b o n a n d

    e n e r g y ,

    a n d some

    f u n g i

    a r e

    p r o m i n e n t

    l i g n i n

    d e g r a d e r s ,

    w h i c h

    m ay

    a c c o u n t

    f o r

    t h e i r a b i l i t y t o

    d e g r a d e

    l o w - r a n k

    c o a l s .

    T h e

    m a t e r i a l

    u s e d

    b y C o h e n

    a n d

    G a b r i e l e

    ( 2 )

    i n

    t h e i r

    i n i t i a l

    w o r k w a s

    p r e s e n t

    a s a n

    o v e r b u r d e n t o

    a l i g n i t e d e p o s i t a n d

    w a s c o n s i d e r e d a

    l e o n a r d i t e ( 4 ) . T h e p r o d u c t f o r m e d

    b y t h e

    a c t i o n o f

    C . v e r s i c o l o r o n l e o n a r d i t e i s a

    w a t e r - s o l u b l e

    m a t e r i a l t h a t i s

    d a r k

    b r o w n

    o r b l a c k .

    T h i s m a t e r i a l i s

    v e r y

    a n i o n i c a n d

    w e a k l y a c i d i c a n d c o n t a i n s

    b o t h a r o m a t i c

    a n d

    a l i p h a t i c

    p r o t o n s

    i n a b o u t

    a 1 : 1

    p r o p o r t i o n .

    A p p r o x i m a t e l y

    85 o f

    t h e

    p r o d u c t

    h a s

    a

    m o l e c u l a r m a s s

    g r e a t e r t h a n

    5 0 , 0 0 0

    d a l t o n s a t

    pHs 3

    a n d

    6 . 4 . A t p H 1 0 . 4 ,

    40

    o f

    t h e

    s o l u t e

    h a s

    a

    m o l e c u l a r m a s s

    g r e a t e r t h a n

    5 0 , 0 0 0 d a l t o n s , a n d a b o u t

    45

    h a s

    a

    m o l e c u l a r m a s s b e t w e e n

    1 0 , 0 0 0 a n d

    5 0 , 0 0 0

    d a l t o n s .

    M e t a l

    i o n s a r e

    i m p o r t a n t e l e m e n t s

    i n

    t h e s t r u c t u r e o f

    l o w - r a n k

    c o a l s

    ( 5 ) , a n d t h e

    c e l l - f r e e b i o s o l u b i l i z a t i o n

    o f

    c o a l

    m ay

    b e d u e

    o n l y

    t o

    c h e l a t i o n . A

    s e c o n d p o s s i b l e r o l e

    o f

    t h e

    c e l l

    e x t r a c t

    i s

    a s

    a

    s u r f a c t a n t .

    A

    p r o t e i n

    f r a c t i o n

    f r o m

    P s e u d o m o n a s

    f l u o r e s c e n s

    l o w e r s s u r f ac e t e ns i o n a n d i n -

    c r e a s e s

    c o a l

    s o l u b i l i t y

    ( R .

    M.

    F a k o u s s a , P h . D .

    t h e s i s ,

    F r i e d r i c h - W i l h e l m s

    U n i v e r s i t y ,

    B o n n ,

    F e d e r a l

    R e p u b l i c o f

    G e r m a n y ,

    1 9 8 1 ) .

    T h e

    r e s u l t s

    p r e s e n t e d h e r e s h o w

    t h a t

    t h e

    b i o s o l u b i l i z i n g

    a c t i v i t y

    o f C . v e r s i c o l o r

    i s d u e

    n e i t h e r

    t o

    c h e l a t i o n

    n o r t o

    s u r f a c t a n t c h a r a c t e r i s t i c s o f t h e c e l l

    e x t r a c t ,

    b u t

    r a t h e r

    t o

    a n o t h e r

    m e c h a n i s m s u c h a s e n z y m a t i c b o n d

    c l e a v a g e .

    A

    l a c c a s e l i k e

    a c t i v i t y m ay

    b e i n v o l v e d

    i n

    *

    C o r r e s p o n d i n g a u t h o r .

    b i o s o l u b i l i z a t i o n

    b y

    C . v e r s i c o l o r

    ( 1 1 ) .

    T h i s

    a r t i c l e

    p r e s e n t s

    f u r t h e r

    e v i d e n c e

    s u p p o r t i n g

    t h e

    p a r t i c i p a t i o n

    o f

    l a c c a s e l i k e

    a c t i v i t y

    i n

    b i o s o l u b i l i z a t i o n o f l e o n a r d i t e

    b y

    a n

    e x t r a c e l l u l a r

    f r a c t i o n .

    M A T E R I A L S AND

    M E T H O D S

    M a t e r i a l s . C . v e r s i c o l o r ATCC 1 2 6 7 9 a n d

    p r o d u c t

    d e r i v e d

    f r o m

    f u n g a l a c t i o n o n

    l e o n a r d i t e

    w e r e

    g i f t s o f

    M a r t i n

    C o h e n

    o f t h e

    U n i v e r s i t y

    o f

    H a r t f o r d .

    L e o n a r d i t e

    was o b t a i n e d

    f r o m

    A m e r i c a n

    C o l l o i d

    C o . ,

    S k o k i e ,

    I l l .

    D E A E - c e l l u l o s e

    ( M a t r e x -

    C e l l u f i n e

    A M ) ,

    G C - 2 0 0 M a t r e x - C e l l u f i n e f o r

    g e l

    f i l t r a t i o n ,

    a n d

    u l t r a f i l t r a t i o n

    m e m b r a n e s

    w e r e o b t a i n e d

    f r o m A m i c o n

    C o r p . ,

    L e x i n g t o n ,

    M a s s .

    P i r i c u l a r i a

    o r y z a e

    l a c c a s e

    w a s

    f r o m

    S i g m a

    C h e m i c a l

    C o . ,

    S t .

    L o u i s ,

    M o .

    P r o t e i n a s e K

    ( 2 0

    U / m g )

    was

    f r o m

    S i g m a .

    B o v i n e

    p a n c r e a s t r y p s i n ( 2 , 9 1 6

    U / m g )

    a n d

    t h r e e - t i m e s - c r y s t a l l i z e d

    p o r c i n e

    s t o m a c h

    m u c o s a l

    p e p s i n

    ( 2 , 7 0 0

    U / m g ) w e r e o b t a i n e d

    f r o m

    C a l b i o c h e m -

    B e h r i n g ,

    La

    J o l l a ,

    C a l i f . B u f f e r s

    a n d o t h e r

    i n o r g a n i c

    a n d

    o r g a n i c

    s a l t s w e r e o f

    r e a g e n t - g r a d e

    q u a l i t y o r

    b e t t e r .

    D e t e r m i n a t i o n o f

    l e o n a r d i t e - b i o s o l u b i l i z i n g

    a c t i v i t y .

    An i n

    v i t r o

    a s s a y

    w a s u s e d

    t o m e a s u r e

    l e o n a r d i t e b i o s o l u b i l i z a t i o n .

    L e o n a r d i t e w a s

    g r o u n d t o

    p a s s a 2 8 - m e s h

    s i e v e ,

    a n d

    1 0 - m g

    s a m p l e s

    w e r e

    p l a c e d i n

    s e p a r a t e c u l t u r e

    t u b e s , w h i c h

    w e r e

    l o o s e l y

    c a p p e d

    a n d a u t o c l a v e d

    a t

    1 2 1 C

    f o r 1 5 m i n .

    A u t o c l a v e d

    l e o n a r d i t e s a m p l e s w e r e

    c o o l e d a n d u s e d

    i m m e -

    d i a t e l y

    o r s t o r ed

    a t

    5 C

    u n t i l

    n e e d e d .

    T h e

    t o t a l

    v o l u m e

    o f

    t h e

    a s s a y

    m i x t u r e was 1

    m l ,

    a n d

    t h e m n i x t u r e c o n t a i n e d 0 . 1 m m ol

    o f

    s o d i u m

    p h o s p h a t e

    a t

    p H 5 . 2 . T h e

    a s s a y

    m i x t u r e w a s

    i n c u b a t e d a t t h e

    d e s i r e d

    t e m p e r a t u r e

    w i t h

    m a n u a l m i x i n g

    e v e r y

    3

    m i n .

    M i x i n g

    was

    k e p t

    g e n t l e

    t o

    k e e p

    p a r t i c l e s

    s u s p e n d e d

    b u t

    o f f

    t h e t e s t t u b e

    w a l l s . A f t e r

    i n c u b a t i o n , t h e

    m i x t u r e

    w a s

    b r i e f l y c e n t r i f u g e d

    a t 3 , 0 0 0

    x

    g

    i n

    a b e n c h t o p

    c l i n i c a l

    c e n t r i f u g e f o r 3 0

    s

    t o

    s e p a r a t e t h e c o a l

    f r o m t h e

    l i q u i d .

    An

    a l i q u o t

    o f

    t h e s u p e r n a t a n t

    w a s d i l u t e d i n w a t e r ,

    a n d

    i t s

    A 2 9 0

    was

    m e a s u r e d

    s p e c t r o p h o t o m e t r i c a l l y . T h e

    a b s o r b a n c e s o f a b l a n k

    l a c k i n g

    e n z y m e

    a n d

    a n

    e n z y m e

    b l a n k

    w e r e

    s u b t r a c t e d

    f r o m

    t h e a b s o r b a n c e

    o f t h e r e a c t i o n m i x -

    2 8 4 4

  • 8/10/2019 Appl. Environ. Microbiol. 1987 Pyne 2844 8

    3/6

    E X T R A C E L L U L A R

    SOLUB IL IZ A T I O N OF

    LEONARDITE

    O L .

    5 3 ,

    1 9 8 7

    2 . 7

    ~

    N

    A

    1 . 8

    -

    I

    D

    0 . 9

    _

    O _C

    20 0

    25 0 30 0

    35 0

    W a v e l e n g t h

    ( n m )

    40 0

    45 0

    F I G . 1 . A b s o r p t i o n s p e c t r a o f

    r e a c t i o n b u f f e r s a n d r e a c t i o n

    p r o d -

    u c t .

    T h e

    U V - v i s i b l e s p e c t r a

    o f

    l a c c a s e

    assay b u f f e r s ar e

    c o m p a r e d

    w i t h t h e

    spectrum o f

    t h e

    b i o s o l u b i l i z a t i o n p r o d u c t .

    A ,

    0 . 1

    M s o d i u m

    p h o s p h a t e ,

    p H

    5 . 2 ; B , 0 . 1 M s o d i u m

    c i t r a t e , p H 5 . 2 ; C ,

    0 . 1 M

    MES,

    p H

    5 . 2 ;

    a n d

    D ,

    8

    , u g o f f u n g a l l y

    p r o d u c e d

    p r o d u c t

    p e r

    m l .

    t u r e .

    T h i s c o r r e c t e d a b s o r b a n c e was

    t h e v a l u e r e p o r t e d f o r

    t h e

    a c t i o n o f t h e a c t i v e

    f r a c t i o n . A t

    p H 5 . 2 ,

    t h e

    0 . 1

    M

    p h o s p h a t e

    b u f f e r

    c a u s e d

    v e r y

    l i t t l e

    s o l u b i l i z a t i o n

    o f

    l e o n a r -

    d i t e .

    P r e p a r a t i o n

    o f

    c r u d e f r a c t i o n

    b i o s o l u b i l i z i n g

    l e o n a r d i t e .

    C .

    v e r s i c o l o r

    was

    grown i n

    a

    Chemap

    C F - 2 0 f e r m e n t o r

    a t

    2 5 C

    s u p p l i e d

    w i t h

    4

    l i t e r s

    o f f i l t e r e d a i r p e r

    m i n

    a t a t m o s p h e r i c

    p r e s s u r e a n d w i t h 1 5

    l i t e r s o f

    g r o w t h

    m e d i u m .

    T h e

    g r o w t h

    medium

    u s e d

    was

    t h a t

    r e p o r t e d b y F a h r a e u s

    a n d R e i n h a m -

    mar

    ( 3 ) .

    A

    s t a n d a r d

    t w o - s t a g e R u s h t o n t u r b i n e ( s i x - b l a d e )

    a g i t a t o r

    system

    was

    u s e d a t a

    s p e e d o f 4 0 0

    r p m .

    I n o c u l a

    f o r

    t h e

    f e r m e n t o r w e r e

    t h r e e 5 0 - m l S a b o u r a u d

    m a l t o s e b r o t h

    c u l t u r e s

    o f C .

    v e r s i c o l o r grown f o r 7 t o

    1 0

    d a y s a t

    2 3 C

    w i t h

    no

    a g i t a t i o n ( 2 ) .

    H y p h a l

    mats were

    t r a n s f e r r e d t o

    a 5 0 0 - m l

    E r l e n m e y e r

    f l a s k

    w i t h a

    g r o u n d - g l a s s

    f i t t i n g c o n t a i n i n g

    2 0 0

    m l

    o f

    d i s t i l l e d water a n d

    1 0 0

    m l

    o f 3 - m m - d i a m e t e r g l a s s

    b e a d s

    a n d

    were s h a k e n

    v i g o r o u s l y . M y c e l i a l

    f r a g m e n t s w e r e

    t h e n

    t r a n s f e r r e d t o t h e

    f e r m e n t o r . A f t e r

    3

    d a y s o f

    g r o w t h ,

    0 . 3

    m l

    o f

    2 , 5 - x y l i d i n e

    was

    a d d e d

    t o

    i n c r e a s e

    t h e

    l e v e l s

    o f

    e x t r a c e l l u l a r l a c c a s e

    a c t i v i t y ( 3 ) .

    The

    p r o d u c t i o n

    o f

    e x t r a c e l -

    l u l a r

    e n z y m e s

    was

    m o n i t o r e d

    b y m e a s u r i n g

    s y r i n g a l d a z i n e

    o x i d a s e

    a c t i v i t y

    i n

    t h e

    c u l t u r e

    b r o t h

    w i t h 7 . 5

    , u M s y r i n g -

    a l d a z i n e i n

    a

    0 . 1 M

    c i t r a t e - p h o s p h a t e

    b u f f e r

    ( p H

    5 . 2 )

    ( 1 ) o r a

    0 . 1

    M

    p h o s p h a t e

    b u f f e r

    ( p H

    5 . 2 )

    ( 6 ) . P r o t e i n

    l e v e l s

    w e r e

    d e t e r m i n e d

    b y

    t h e

    b i u r e t

    method

    ( 7 ) .

    A t 7

    d a y s

    a f t e r

    i n o c u l a t i o n ,

    t h e

    f e r m e n t a t i o n

    b r o t h was

    s e p a r a t e d

    f r o m

    t h e

    C .

    v e r s i c o l o r

    c e l l mass

    b y

    f i l t r a t i o n

    t h r o u g h

    t h r e e

    l a y e r s

    o f c h e e s e c l o t h . The r e s u l t a n t f l u i d was

    t h e n f i l t e r e d

    t h r o u g h

    an

    u l t r a f i l t r a t i o n membrane w i t h

    a

    m o l e c u l a r

    w e i g h t

    c u t o f f

    o f

    1 0 0 , 0 0 0 ( H 5 P 1 0 0 - 4 3 ; A m i c o n ) .

    The

    h i g h - m o l e c u l a r - w e i g h t

    m a t e r i a l i n t h e e x t r a c e l l u l a r

    f l u i d

    was

    c o n c e nt r a t e d w i t h an

    u l t r a f i l t r a t i o n membrane w i t h

    a

    m o l e c u l a r

    w e i g h t

    c u t o f f o f

    1 0 , 0 0 0 ( H 5 P 1 0 - 4 3 ; A m i c o n ) .

    The

    r e s u l t i n g

    r e t e n t a t e

    ( 1

    l i t e r )

    was

    f i l t e r e d

    b y

    d i a l y s i s

    w i t h

    t h r e e

    3 0 0 - m i

    p o r t i o n s

    o f

    d e i o n i z e d

    w a t e r w h i l e

    b e i n g

    c o n t i n u a l l y

    p a s s e d

    t h r o u g h

    t h e membrane t o m a i n t a i n

    a

    c o n s t a n t volume

    o f

    1

    l i t e r . The r e t e n t a t e

    was

    c l a r i f i e d

    b y

    c e n t r i f u g a t i o n

    a t

    6 , 0 0 0

    x

    g

    f o r 1 0

    m i n .

    The

    r e s u l t i n g

    s u p e r n a t a n t

    was

    a p p l i e d

    t o a

    D E A E - c e l l u l o s e

    c o l u m n

    ( 2 b y

    3 0

    c m )

    t h a t

    h a d b e e n

    e q u i l i b r a t e d

    w i t h

    0 . 0 1

    M

    s o d i u m

    p h o s p h a t e

    b u f f e r

    ( p H

    7 . 0 ) .

    The

    c o l u m n

    was

    f i r s t washed

    w i t h 1 0 0

    m l o f

    0 . 0 1

    M

    s o d i u m

    p h o s p h a t e

    b u f f e r

    ( p H

    7 . 0 ) ,

    and

    t h e n

    a d s o r b e d

    p r o t e i n

    was

    e l u t e d

    f r o m

    t h e

    column w i t h a l i n e a r

    g r a d i e n t

    o f

    2 0 0 ml

    o f

    0 . 0 1 M

    s o d i u m

    p h o s p h a t e

    ( p H 7 . 0 )

    and 2 0 0

    ml

    o f

    0 . 5 M

    s o d i u m c h l o r i d e - 0 . 0 1

    M

    sodium

    p h o s p h a t e ( p H

    7 . 0 ) .

    T h i s

    p u r i f i c a t i o n

    s c h e m e f o l l o w e d

    t h a t o f B o l l a g a n d

    L e o n o w i c z

    ( 1 ) . T h e i r p u r i f i c a t i o n

    s y s t e m y i e l d e d

    a p r o t e i n p r e p a r a t i o n

    t h a t

    w a s h o m o g e n e o u s b y

    c e t y l p y r i d i n i u m

    b r o m i d e - p o l y -

    a c r y l a m i d e

    e l e c t r o p h o r e s i s . T h e s y r i n g a l d a z i n e

    o x i d a s e -

    c o n t a i n i n g

    f r a c t i o n

    was f r o z e n a t

    - 1 5 C

    u n t i l

    u s e d ;

    i t r e -

    t a i n e d

    1 0 0 %

    o f

    i t s

    a c t i v i t y a f t e r s e v e r a l

    m o n t h s o f

    s t o r a g e

    a t

    t h a t

    t e m p e r a t u r e .

    RESULTS

    A N D

    DISCUSSION

    L e o n ar d it e , a n

    o x i d i z e d f o r m o f

    l i g n i t e ( 1 1 ) , w a s t h e

    s u b s t r a t e f o r

    t h e b i o s o l u b i l i z i n g a c t i v i t y

    o f a n e x t r a c e l l u l a r

    f r a c t i o n

    o b t a i n e d

    f r o m

    C . v e r s i c o l o r .

    T h e c e l l - f r e e

    r e a c t i o n

    w a s f u r t h e r c h a r a c t e r i z e d

    t o

    d e v e l o p

    a

    d e p e n d a b l e

    i n v i t r o

    a s s a y

    f o r

    s t u d y i n g t h e

    o p t i m i z a t i o n

    a n d

    m e c h a n i s m s o f t h e

    a c t i v i t y o f

    t h e c e l l e x t r a c t . F i g u r e 1

    s h o w s

    t h e

    U V - v i s i b l e

    s p e c t r u m o f t h e

    b i o s o l u b i l i z a t i o n

    p r o d u c t

    o b t a i n e d

    b y

    t h e

    a c t i o n

    o f

    C .

    v e r s i c o l o r

    c u l t u r e s g r o w n

    i n t h e p r e s e n c e

    o f

    l e o n a r d i t e . A l s o s h o w n

    i n F i g . 1 a r e t h e

    s p e c t r a o f b u f f e r s

    c o m m o n l y

    u s e d

    t o

    a s s a y l a c c a s e a c t i v i t y , i n c l u d i n g 0 . 1

    M

    M E S

    ( m o r p h o l i n e e t h a n e s u l f o n i c

    a c i d ) ( 5 ) ,

    0 . 1

    M c i t r a t e , a n d

    0 . 1

    M

    p h o s p h a t e

    ( 1 ) .

    From

    t h e s e s p e c t r a , i t

    i s

    c l e a r t h a t

    a

    w a v e l e n g t h

    o f 2 9 0 nm o r a b o v e

    w o u l d b e u s e f u l f o r

    t h e

    a s s a y .

    A t

    w a v e l e n g t h s

    - 2 9 0 n m , c o n s i d er a b l e p r o d u c t

    a b s o r b a n c e i s

    e v i d e n t ,

    w h i l e

    b a c k g r o u n d

    a b s o r b an c e d u e

    t o

    b u f f e r

    i s m i n i m a l .

    T a b l e

    1 s h o w s

    A 3 5 0

    o f

    l e a c h a t e s

    f r o m

    r e p r e s e n t a t i v e

    c o a l s w i t h p h o s p h a t e ,

    c i t r a t e ,

    a n d

    a c e t a t e

    b u f f e r s . T h e

    p h o s p h a t e b u f f e r

    was

    c h o s e n f o r

    r o u t i n e

    u s e

    b e c a u s e o f

    i t s

    l o w s o l u b i l i z i n g e f f e c t o n

    l e o n a r d i t e

    a n d

    i t s l o w

    a b s o r b a n c e

    i n t h e

    s p e c t r a l

    r e g i o n w h e r e

    t h e

    p r o d u c t a b s o r b s

    s t r o n g l y .

    T h e

    e n z y m e

    p r e p a r a t i o n

    u s e d was a

    f r a c t i o n o b t a i n e d

    f r o m D E A E - c e l l u l o s e

    b y

    t h e

    p r o c e d u r e o f B o l l a g a n d

    L e o n o w i c z

    ( 1 )

    f o r t h e i s o l a t i o n

    o f l a c c a s e s .

    T h e

    e n z y m e

    p r e p a r a t i o n

    h a d

    a

    b a r e l y

    d i s c e r n i b l e b l u e

    c o l o r

    w h i c h ,

    w e

    p r e s u m e d ,

    was d u e

    t o

    t h e

    p r e s e n c e

    o f

    l a c c a s e .

    F i g u r e

    2

    s h o w s t h e

    t i m e

    c o u r s e

    o f

    t h e

    b i o s o l u b i l i z i n g a c t i v i t y

    o n

    l e o n a r d i t e a t 2 3 C . V a r i o u s c o n c e n t r a t i o n s o f

    t h e

    e x t r a c e l l u -

    l a r f r a c t i o n w e r e

    u s e d ,

    a n d

    t h e

    b i o s o l u b i l i z i n g

    a c t i v i t y

    was

    n o t

    l i n e a r

    w i t h

    r e s p e c t

    t o

    c o n c e n t r a t i o n

    ( F i g .

    2 ,

    i n s e t ) .

    O n

    t h e

    b a s i s o f

    t h e s e

    e x p e r i m e n t s ,

    a n

    a s s a y p e r i o d

    o f 2 0

    m i n

    was

    u s e d

    i n

    s u c c e e d i n g e x p e r i m e n t s .

    T h e

    s t a b i l i t y

    o f t h e

    p r o d u c t

    a b s o r b a n c e was

    c o n s t a n t

    f o r

    more t h a n

    2

    h a f t e r

    t h e

    r e m a i n -

    i n g

    l e o n a r d i t e

    p a r t i c l e s

    w e r e f i l t e r e d

    o f f .

    T h e d e g r e e o f l e o n a r d i t e

    s o l u b i l i z a t i o n

    b y

    s e v e r a l s u r -

    f a c t a n t s w a s d e t e r m i n e d . T h e

    s u r f a c t a n t s t e s t e d i n c l u d e d

    s o d i u m

    d o d e c y l

    s u l f a t e ,

    Tw e en 8 0

    ( p o l y o x y e t h y l e n e s o r b i t a n

    m o n o o l e a t e ) ,

    a n d

    c e t y l p y r i d i n i u m

    c h l o r i d e ,

    e a c h

    i n

    0 . 1

    M

    s o d i u m

    p h o s p h a t e

    b u f f e r

    ( p H

    5 . 2 ) .

    None

    o f

    t h e

    s u r f a c t a n t s

    t e s t e d

    s o l u b i l i z e d

    l e o n a r d i t e

    s i g n i f i c a n t l y . T h e r e f o r e ,

    b i o -

    s o l u b i l i z a t i o n i s

    p r o b a b l y

    n o t d u e

    t o s u r f a c t a n t

    a b i l i t y .

    When

    T A B L E 1 . C o a l

    l e a c h i n g b y s y r i n g a l d a z i n e

    o x i d a s e

    a s s a y

    b u f f e r s a

    A 3 5 0

    o f

    f i l t r a t e

    f r o m :

    B u f f e r

    a n d

    c o n t r o l

    T e x a s

    B e u l a h

    B e u l a h

    L e o n a r d i t e

    T e x a s

    e a h

    s t a n d a r d

    l i g n i t e

    z a p

    no 3

    n o . 3

    0 . 1 M s o d i u m 3 . 9

    0 . 6 5

    0 . 0 7 1

    0 . 0 6 9

    p h o s p h a t e

    0 . 1

    M s o d i u m

    c i t r a t e

    1 4 . 5 b

    0 . 8 4

    1 . 4 5 5

    2 . 7 4

    0 . 1 M s o d i u m

    a c e t a t e

    3 . 4 8 0 . 0 4 7 0 . 0 3 7

    0 . 0 3 6

    W a t e r 2 . 6 2 0 . 2 8 0 . 1 6 3

    0 . 0 5 1

    A

    4 0 0 - m g

    s a m p l e

    o f

    c o a l

    w as

    a d d e d

    t o 4 m l o f b u f f e r o r

    w a t e r .

    T h e

    m i x t u r e

    was

    i n c u b a t e d

    f o r

    2

    d a y s .

    C o a l was

    r e m o v e d

    b y f i l t r a t i o n ,

    a n d

    t h e

    o p t i c a l

    d e n s i t y

    o f

    t h e f i l t r a t e

    w as

    m e a s u r e d a t 3 5 0

    nm .

    b

    E s t i m a t e d

    b y d i l u t i n g

    a n

    a l i q u o t

    o f t h e

    s o l u t i o n

    i n

    w a t e r .

    2 8 4 5

  • 8/10/2019 Appl. Environ. Microbiol. 1987 Pyne 2844 8

    4/6

  • 8/10/2019 Appl. Environ. Microbiol. 1987 Pyne 2844 8

    5/6

    E X T R A C E L L U L A R

    SOLUBILIZATION O F L E O NA R DI T E

    I

    c o

    N

    o

    n

    :

    U . 4

    V .

    U 2 -

    0.3

    z

    0 . 2

    o

    C D

    0 . 1

    E

    E

    ._

    1 0

    20 30

    40

    5 0 6 0

    70

    F r a c t i o n

    Number

    1 . t

    E

    E

    c

    2 1

    . 4

    m

    N

    .

    0 ,

    w

    co

    J

    _

    1.75-

    _ 1 . 2 5

    E

    o

    _ 1 . 0 0

    E

    3

    C

    _

    0 . 7 5

    . Z

    ._

    'D

    0.50 . '

    cn0 . 2 5 c

    ._

    F I G .

    4 . C h r o m a t o g r a p h y

    o f

    l e o n a r d i t e - b i o s o l u b i l i z i n g

    a c t i v i t y

    on

    D E A E - c e l l u l o s e . C r u d e

    p r e p a r a t i o n was

    d i l u t e d 1 : 1 0

    w i t h water a n d

    t h e n a p p l i e d

    t o a D E A E - c e l l u l o s e c o l u m n ( 1 . 5

    b y

    2 8 cm;

    M a t r e x -

    C e l l u f i n e

    A M ; A m i c o n ) p r e v i o u s l y

    e q u i l i b r a t e d w i t h 0 . 0 1 M s o d i u m

    p h o s p h a t e ( p H 7 . 0 ) .

    S y r i n g a l d a z i n e

    o x i d a s e

    a n d l e o n a r d i t e - b i o s o l -

    u b i l i z i n g

    a c t i v i t i e s

    were

    e s t i m a t e d

    as

    d e s c r i b e d

    i n

    M a t e r i a l s

    a n d

    M e t h o d s .

    T h e

    e l u t i o n

    p r o f i l e

    o f

    p r o t e i n

    was

    d e t e r m i n e d

    s p e c t r o p h o -

    t o m e t r i c a l l y b y

    i t s

    A 2 8 0 .

    P r o t e i n was e l u t e d

    w i t h a

    g r a d i e n t o f

    0

    t o 0 . 3

    M

    s o d i u m c h l o r i d e , a n d

    3 m l o f

    e l u a t e was

    c o l l e c t e d .

    S a l t

    c o n c e n -

    t r a t i o n was

    d e t e r m i ne d b y m e a s u r i n g i o n i c

    s t r e n g t h .

    b e c a u s e t h e s e

    enzymes ar e

    g l y c o p r o t e i n s a n d ar e a d a p t e d

    f o r f u n c t i o n i n

    an

    e x t r a c e l l u l a r m i l i e u

    c o n t a i n i n g p r o t e a s e s .

    H i g h

    s y r i n g a l d a z i n e

    o x i d a s e

    a c t i v i t y i n t h e p u r i f i e d c e l l -

    f r e e

    p r e p a r a t i o n

    s u g g e s t e d

    t h a t t h i s a c t i v i t y

    may b e

    r e l a t e d

    t o

    l e o n a r d i t e - b i o s o l u b i l i z i n g

    a c t i v i t y .

    T h e p u r i f i e d

    prepara-

    t i o n

    c o n t a i n i n g l e o n a r d i t e - b i o s o l u b i l i z i n g

    a c t i v i t y

    was r e -

    c h r o m a t o g r a p h e d

    on D E A E - c e l l u l o s e . A

    g r a d i e n t

    o f

    1 0 0

    m l

    o f 0 . 0 1

    M s o d i u m

    p h o s p h a t e

    ( p H 7 . 0 )

    a n d

    1 0 0

    m l

    o f 0 . 3 M

    s o d i u m

    c h l o r i d e - 0 . 0 1

    M

    s o d i u m p h o s p h a t e

    ( p H 7 . 0 )

    was

    u s e d

    t o

    e l u t e a d s o r b e d

    p r o t e i n s

    f r o m

    t h e c o l u m n . L e o -

    n a r d i t e - b i o s o l u b i l i z i n g

    a c t i v i t y

    e l u t e d

    w i t h

    s y r i n g a l d a z i n e

    o x i d a s e

    a c t i v i t y .

    A 2 8 0 p a r a l l e l e d t h e e l u t i o n

    p a t t e r n s o f

    s y r i n g a l d a z i n e

    o x i d a s e

    a n d

    l e o n a r d i t e - b i o s o l u b i l i z i n g

    a c t i v i -

    t i e s . The

    c o e l u t i o n

    o f

    s y r i n g a l d a z i n e

    o x i d a s e a n d

    l e o n a r d i t e -

    b i o s o l u b i l i z i n g

    a c t i v i t i e s , a l o n g

    w i t h p r o t e i n , i s

    s t r o n g

    e v i -

    d e n c e

    t h a t

    s y r i n g a l d a z i n e

    o x i d a s e

    a c t i v i t y

    i s

    r e s p o n s i b l e

    f o r

    l e o n a r d i t e - b i o s o l u b i l i z i n g

    a c t i v i t y ( F i g .

    4 ) .

    The c o n c e n t r a t i o n

    o f

    p r o t e i n

    i n t h e

    p e a k

    f r a c t i o n

    f r o m t h e

    D E A E - c e l l u l o s e

    c o l u m n was e s t i m a t e d

    t o b e

    0 . 2

    m g / m l .

    By

    u s i n g

    t h e

    c o n c e nt r a t i o n o f

    p r o t e i n

    c a l c u l a t e d

    f r o m t h e

    b i u r e t

    assay

    a n d t h e m o l e c u l a r

    mass f o r

    s y r i n g a l d a z i n e

    o x i d a s e o f

    6 4 , 0 0 0

    d a l t o n s

    ( 1 ) ,

    t h e c o n c e n t r a t i o n

    o f

    p r o t e i n

    i n

    t h e

    p e a k

    f r a c t i o n s

    ( F i g . 4 ,

    f r a c t i o n

    4 1 )

    was

    d e t e r m i n e d

    t o

    b e

    ap p r o x -

    i m a t e l y

    7

    F . M .

    T o

    p r o d u c e

    t h e c o l o r

    e q u i v a l e n t

    t o

    t h a t

    g i v e n

    b y

    t h e

    f r a c t i o n s

    c o n t a i n i n g b i o s o l u b i l i z i n g a c t i v i t y ,

    t h e

    con-

    c e n t r a t i o n

    o f

    c h e l a t o r

    s h o u l d

    b e

    on

    t h e

    o r d e r

    o f

    0 . 1

    M,

    o r

    more t h a n

    1 0 , 0 0 0 t i m e s

    g r e a t e r

    t h a n t h e

    p r o t e i n

    c o n c e n t r a -

    t i o n . The c o n c e n t r a t i o n o f

    p r o t e i n

    i n t h e

    a c t i v e f r a c t i o n s

    was

    t o o

    l o w f o r

    t h e

    p r o t e i n t o

    b e an

    e f f e c t i v e

    m e t a l

    i o n

    c h e l a t o r .

    Each

    p e p t i d e

    c h a i n w o u l d

    h a v e

    t o c h e l a t e

    a t l e a s t

    5 , 0 0 0

    d i v a l e n t

    i o n s ,

    w h i c h

    carry

    a t

    l e a s t 1 0 0 t i m e s

    more

    n e g a t i v e

    c h a r g e s

    t h a n

    t h e

    p o s i t i v e l y c h a r g e d

    s i d e

    c h a i n s

    i n

    t h e

    amount o f

    p r o t e i n

    p r e s e n t ( 3 ) .

    A

    s e c o n d

    c h r o m a t o g r a p h y p r o c e d u r e

    s u p p l i e d

    a d d i t i o n a l

    i n f o r m a t i o n

    a b o u t

    t h e

    r e l a t i o n s h i p

    b e t w e e n l e o n a r d i t e -

    b i o s o l u b i l i z i n g a c t i v i t y

    a n d

    s y r i n g a l d a z i n e

    o x i d a s e

    a c t i v i t y .

    The

    p u r i f i e d p r o t e i n

    p r e p a r a t i o n ( 2 . 8 g

    o f

    p r o t e i n )

    was

    p r e c i p i t a t e d b y a d d i n g s o l i d

    ammonium s u l f a t e t o s a t u r a t i o n .

    T h e

    p r e c i p i t a t e was

    c o l l e c t e d b y c e n t r i f u g a t i o n a t

    8 , 0 0 0 x g,

    d i s s o l v e d i n

    0 . 5

    m l

    o f

    0 . 0 5 M ammonium

    b i c a r b o n a t e ,

    a n d

    a p p l i e d t o t h e g e l

    f i l t r a t i o n c o l u m n ( G C - 2 0 0 M a t r e x - C e l l u f i n e

    [ A m i c o n ]

    e q u i l i b r a t e d

    w i t h

    0 . 0 5

    M

    ammonium

    b i c a r b o n a t e ) .

    F r a c t i o n s ( 1 . 5 m l )

    were

    c o l l e c t e d

    a n d

    a s s a y e d

    f o r s y r i n g -

    a l d a z i n e o x i d a s e a c t i v i t y

    ( F i g .

    5 ) .

    S y r i n g a l d a z i n e

    o x i d a s e

    a c t i v i t y c o u l d b e

    r e a d i l y d e t e c t e d , b u t l e o n a r d i t e - b i o -

    s o l u b i l i z i n g a c t i v i t y

    c o u l d

    n o t

    b e d e t e c t e d

    i n

    t h e

    c o l u m n -

    e l u t e d f r a c t i o n s . The

    i n a b i l i t y

    t o

    d e t e c t l e o n a r d i t e b i o -

    s o l u b i l i z a t i o n was e x p e c t e d b e c a u s e

    o f t h e d i l u t i n g e f f e c t

    o f

    g e l p e r m e a t i o n c h r o m a t o g r a p h y .

    F r a c t i o n s

    f r o m t h e

    c o l u m n

    w i t h

    A 2 8 0

    were c o m b i n e d i n t h r e e p o o l s ,

    l y o p h i l i z e d ,

    a n d

    d i s s o l v e d

    i n a

    s m a l l

    v o l u m e o f

    0 . 0 1 M

    ammonium b i c a r b o n -

    a t e .

    O n l y t h e

    f i r s t

    o f

    t he t h r ee

    p o o l s o f f r a c t i o n s ( F i g . 5 )

    c o n t a i n e d

    s i g n i f i c a n t

    l e o n a r d i t e - b i o s o l u b i l i z i n g

    a n d

    s y r i n g -

    a l d a z i n e o x i d a s e

    a c t i v i t i e s .

    The

    c o e l u t i o n

    o f s y r i n g a l d a z i n e

    o x i d a s e a n d

    l e o n a r d i t e - b i o s o l u b i l i z i n g

    a c t i v i t i e s f r o m t h e g e l

    f i l t r a t i o n c o l u m n

    i s

    a d d i t i o n a l e v i d e n c e t h a t

    t h e s e t w o a c t i v -

    i t i e s

    r e s u l t f r o m t h e

    same

    p r o t e i n .

    T h e e l u t i o n p o s i t i o n

    o f

    t h e

    a c t i v i t i e s

    c o r r e s p o n d s

    t o

    a p r o t e i n h a v i n g a

    m o l e c u l a r

    mass

    o f

    a t l e a s t

    5 0 , 0 0 0 d a l t o n s .

    C y a n i d e

    a n d

    a z i d e

    ar e

    e f f e c t i v e i n h i b i t o r s

    o f l a c c a s e

    a c t i v i t y

    ( 1 ) ,

    a n d

    b o t h

    i n h i b i t

    c e l l - f r e e

    b i o s o l u b i l i z a t i o n

    o f

    l e o n a r d i t e .

    C y a n i d e

    a t

    1

    mM i n h i b i t s

    C .

    v e r s i c o l o r

    s y r i n g -

    a l d a z i n e o x i d a s e

    a c t i v i t y

    b y 40

    a n d

    l e o n a r d i t e - b i o s o l u b i -

    l i z i n g a c t i v i t y b y 1 0 % ,

    w h e r e a s a z i d e

    a t 0 . 0 1

    mM

    i n h i b i t s

    s y r i n g a l d a z i n e

    o x i d a s e

    a c t i v i t y

    b y 7 0

    a n d

    b i o s o l u b i l i z i n g

    a c t i v i t y b y

    3 0 % .

    S y r i n g a l d a z i n e

    a n d

    l e o n a r d i t e ,

    t h e s u b -

    s t r a t e s u s e d

    i n t h e

    assays,

    ar e d i f f e r e n t

    e n o u g h

    c h e m i c a l l y

    t h a t

    t h e

    d i f f e r e n c e i n

    i n h i b i t i o n

    i s

    e x p e c t e d .

    T h e r e

    may

    b e a

    d i f f e r e n c e

    b e t w e e n

    t h e

    r a t e - l i m i t i n g

    s t e p s o f

    t h e

    t w o reac-

    t i o n s o r , more

    l i k e l y ,

    t h e r e

    may

    b e

    t w o o r more

    p a r t i a l l y

    r a t e - l i m i t i n g s t e p s i n

    t h e

    c a t a l y t i c r e a c t i o n s e q u e n c e

    w h i c h

    ar e

    a f f e c t e d

    d i f f e r e n t l y b y

    t h e

    i n h i b i t o r s .

    The

    e f f e c t s

    o f

    c y a n i d e

    a n d a z i d e on

    t h e

    l e o n a r d i t e - b i o s o l u b i l i z i n g

    r e a c t i o n

    ar e

    f u r t h e r

    e v i d e n c e

    t h a t t h e

    r e a c t i o n i s

    c a t a l y z e d b y

    en-

    zym e s.

    0 . 7

    0 . 6

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    0 . 5

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    1 5 20

    2 5 30

    35

    F r a c t i o n Numb e r

    7 . 0

    1

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    40

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    F I G . 5 . G e l

    p e r m e a t i o n

    c h r o m a t o g r a p h y

    o f c r u d e

    p r e p a r a t i o n

    c o n t a i n i n g

    l e o n a r d i t e - b i o s o l u b i l i z i n g

    a c t i v i t y .

    T h e

    c r u d e

    p r e p a r a t i o n

    c o n t a i n i n g l e o n a r d i t e - b i o s o l u b i l i z i n g a c t i v i t y ( 2 . 8

    mg

    o f

    p r o t e i n )

    was

    f i r s t

    p r e c i p i t a t e d

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    s a t u r a t i n g

    t h e

    s o l u t i o n

    w i t h

    am m oniu m s u l f a t e .

    The

    p r e c i p i t a t e

    was c o l l e c t e d

    b y c e n t r i f u g a t i o n

    a t

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    Th e

    p r e c i p i t a t e

    was

    s u s p e n d e d

    i n 0 . 5 ml o f 0 . 0 5

    M a m m o n i u m

    b i c a r b o n -

    a t e ,

    a n d t h i s s o l u t i o n

    was

    a p p l i e d

    t o a

    g e l

    f i l t r a t i o n column

    ( 1

    b y

    4 0

    c m ;

    GC-200

    M a t r e x - C e l l u f i n e ;

    A m i c o n ) .

    F r a c t i o n s

    ( 1 . 5 m l )

    w e r e

    c o l l e c t e d

    a t

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    i n t e r v a l s .

    S y r i n g a l d a z i n e

    o x i d a t i o n

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    and

    p r o -

    t e i n

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    were

    d e t e r m i n e d

    f o r i n di v i du a l f r a c t i o n s .

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    F r a c t i o n s

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    9 ~

    c

    V O L .

    5 3 ,

    1 9 8 7

    2 8 4 7

  • 8/10/2019 Appl. Environ. Microbiol. 1987 Pyne 2844 8

    6/6

    A P P L . E N V I R O N .

    M I C R O B I O L .

    S e v e r a l

    l i n e s

    o f

    e v i d e n c e d e m o n s t r a t e

    t h a t l e o n a r d i t e

    b i o s o l u b i l i z a t i o n

    i s

    c a t a l y z e d

    b y a C . v e r s i c o l o r

    s y r i n g a l d a -

    z i n e

    o x i d a s e .

    B o t h s y r i n g a l d a z i n e

    o x i d a s e

    a n d

    b i o s o l u b i l -

    i z i n g a c t i v i t i e s

    ar e r e d u c e d

    b y p r e i n c u b a t i o n

    a t

    6 0 C b u t

    n o t

    a t

    5 3 C .

    A

    s h a r p d e c l i n e

    i n

    a c t i v i t y w i t h

    a

    s m a l l

    i n c r e a s e i n

    t e m p e r a t u r e i n d i c a t e s

    an e n z y m a t i c

    a c t i v i t y .

    B o t h a c t i v i t i e s

    were i n h i b i t e d

    t o v a r i o u s d e g r e e s

    b y s u r f a c t a n t s ,

    a z i d e , a n d

    c y a n i d e .

    T h e tw o

    a c t i v i t i e s c o e l u t e d

    d u r i n g c h r o m a t o g r a p h y

    on

    D E A E - c e l l u l o s e

    a n d

    g e l

    f i l t r a t i o n

    c o l u m n s .

    T h e

    accumu

    l a t e d e v i d e n c e

    s t r o n g l y s u g g e s t s

    t h a t t h e a g e n t r e s p o n s i b l e

    f o r

    l e o n a r d i t e

    b i o s o l u b i l i z a t i o n

    i s an

    enzyme a n d

    t h a t t h e

    enzyme h a s a

    s y r i n g a l d a z i n e

    o x i d a s e

    a c t i v i t y .

    T h e

    l e o n a r d i t e - b i o s o l u b i l i z i n g

    a c t i v i t y

    o f

    C .

    v e r s i c o l o r

    c an

    p o s s i b l y

    b e

    u s e d

    as t h e

    f i r s t

    s t e p i n a l o w - t e m p e r a t u r e ,

    l o w - p r e s s u r e

    a p p r o a c h

    t o c o a l

    b e n e f i c i a t i o n .

    T h e r e s u l t s

    p r e s e n t e d h e r e

    show

    t h a t b i o s o l u b i l i z i n g

    a c t i v i t y

    i s a s s o c i -

    a t e d w i t h

    a

    s p e c i f i c

    e n z y m a t i c

    a c t i v i t y .

    F u t u r e w o r k

    w i l l

    f o c u s on

    e n h a n c i n g t h e

    p r o d u c t i o n o f

    t h e

    enzyme a c t i v i t y

    b y

    b o t h

    s e l e c t i o n t e c h n i q u e s

    a n d m a n i p u l a t i o n

    o f f u n g a l

    c u l t u r a l

    p a r a m e t e r s .

    A s e c o n d area o f

    r e s e a r c h

    w i l l

    b e

    t h e

    e x a m i n a -

    t i o n o f t h e

    u s e o f t h e e x t r a c e l l u l a r

    m a t e r i a l f o r

    s o l u b i l i z i n g

    l i g n i t e s

    a n d c o a l s .

    ACKNOWLEDGMENT

    T h i s p r o j e c t

    was

    f u n d e d

    b y a

    c o n t r a c t

    w i t h

    t h e

    E l e c t r i c Power

    R e s e a r c h

    I n s t i t u t e .

    L I T E R A T U R E

    CITED

    1 . B o l l a g ,

    J . - M . , a n d A . L e o n o wi c z .

    1 9 8 4 .

    C o m p a r a t i v e

    s t u d i e s

    o f

    e x t r a - c e l l u l a r

    f u n g a l l a c c a s e s .

    A p p l . E nv i r o n.

    M i c r o b i o l .

    4 8 :

    8 4 9 - 8 5 4 .

    2 .

    C o h e n ,

    M.

    S . ,

    a n d P .

    D . G a b r i e l e . 1 9 8 2 .

    D e g r a d a t i o n

    o f c o a l b y

    t h e

    f u n g i P o l y p o r u s

    v e r s i c o l o r

    a n d P o r i a

    m o n t i c o l a .

    A p p l .

    E n v i r o n .

    M i c r o b i o l .

    4 4 : 2 3 - 2 7 .

    3 .

    F a h r a e u s ,

    G . ,

    a n d B . R e i n h a m m a r .

    1 9 6 7 . L a r g e

    s c a l e

    p r o d u c t i o n

    a n d p u r i f i c a t i o n

    o f

    l a c c a s e

    f r o m c u l t u r e s o f

    t h e

    f u n g u s P o l y p o r u s

    v e r s i c o l o r a n d

    s o m e p r o p e r t i e s

    o f l a c c a s e

    A . A c t a

    C h e m . S c a n d .

    2 1 : 2 3 6 7 - 2 3 7 8 .

    4 . F o w k e s ,

    W.

    W . , a n d

    C .

    M.

    F r o s t .

    1 9 6 0 .

    L e o n a r d i t e :

    a

    l i g n i t e

    b y p r o d u c t .

    B u r e a u o f M i n e s ,

    U . S . D e p a r t m e n t

    o f I n t e r i o r

    r e p o r t n o .

    5 6 1 1 . G o v e r n m e n t

    P r i n t i n g

    O f f i c e , W a s h i n g t o n ,

    D . C .

    5 . K n u d s o n ,

    D . L . ,

    a n d S .

    A . F a r n u m .

    1 9 8 5 .

    S u b b i t u m i n o u s

    c o a l

    c h a r a c t e r i z a t i o n ,

    p .

    1 . 1 - 1 . 2 6 .

    I n

    P r o c e e d i n g s

    o f

    t h e

    T e n t h

    A n n u a l

    EPRI C o n t r a c t o r s

    C o n f e r e n c e

    o n

    C l e a n

    L i q u i d

    a n d

    S o l i d F u e l s ,

    A p r i l

    2 3 - 2 5 , 1 9 8 5 ,

    P a l o A l t o ,

    C a l i f .

    E l e c t r i c

    P o w e r

    R e s e a r c h I n s t i t u t e ,

    P a l o A l t o ,

    C a l i f .

    6 . L e o n o w i c z , A . ,

    a n d K .

    G r z y w n o w i c z .

    1 9 8 1 .

    Q u a n t i t a t i v e

    e s t i m a -

    t i o n o f

    l a c c a s e

    f o r m s

    i n

    s o m e

    w h i t e - r o t f u n g i u s i n g

    s y r i n g a l -

    d a z i n e a s

    a s u b s t r a t e . Enzyme

    M i c r o b .

    T e c h n o l .

    3 : 5 5 - 5 8 .

    7 . R o b i n s o n ,

    H .

    W . ,

    a n d C .

    G . H o g d e n .

    1 9 4 0 .

    T h e b i u r e t

    r e a c t i o n

    i n

    t h e

    d e t e r m i n a t i o n

    o f

    s e r u m p r o t e i n s .

    I I .

    M e a s u r e m e n t s

    m a d e

    b y

    a D u b o s c q

    c o l o r i m e t e r

    c o m p a r e d w i t h

    v a l u e s o b t a i n e d

    b y

    t h e

    K j e l d a h l

    p r o c e d u r e .

    J . B i o l .

    C h e m . 1 3 5 : 7 2 7 - 7 3 1 .

    8 . S t r a n d b e r g ,

    G . W . , a n d

    S . N .

    L e w i s .

    1 9 8 7 .

    T h e s o l u b i l i z a t i o n

    o f

    c o a l

    b y

    a n e x t r a c e l l u l a r p r o d u c t

    f r o m

    S t r e p t o m y c e s

    s e t o n i i

    7 5 V i 2 . J . I n d .

    M i c r o b i o l . 1 : 3 7 1 - 3 7 5 .

    9 . W a r d ,

    H .

    B . 1 9 8 5 . L i g n i t e - d e g r a d i n g

    f u n g i

    i s o l a t e d f r o m

    a

    w e a t h e r e d o u t c r o p

    s y s t e m .

    S y s t e m . A p p l .

    M i c r o b i o l . 6 : 2 3 6 -

    2 3 8 .

    1 0 .

    W i l s o n ,

    B .

    W . ,

    E .

    J .

    L e w i s ,

    D .

    L . S te wa r t,

    a n d

    S .

    M.

    L i .

    1 9 8 5 .

    M i c r o b i a l

    c o n v e r s i o n

    o f

    c o a l ,

    p .

    3 1 . 1 - 3 1 . 8 . I n

    P r o c e e d i n g s

    o f

    t h e

    T e n t h

    A n n u a l

    EPRI

    C o n t r a c t o r s '

    C o n f e r e n c e

    o n

    C l e a n

    L i q u i d

    a n d

    S o l i d

    F u e l s ,

    A p r i l 2 3 2 5

    1 9 8 5 , P a l o A l t o ,

    C a l i f .

    E l e c t r i c

    P o w e r R e s e a r c h I n s t i t u t e ,

    P a l o

    A l t o , C a l i f .

    1 1 . W i l s o n , B .

    W . ,

    E .

    J . L e w i s , D .

    L . S t ew ar t ,

    S .

    M.

    L i ,

    R .

    M .

    B e a n ,

    E . K . C h e s s ,

    J . P y n e , M.

    C o h e n ,

    a n d H . A r o n s o n . 1 9 8 6 .

    M i c r o b i a l

    p r o c e s s i n g

    o f

    f u e l s ,

    p . I V 8 8 - I V 9 8 . I n

    P r o c e e d i n g s

    o f

    t h e D e p a r t m e n t

    o f E n e r g y C o a l

    L i q u e f a c t i o n

    C o n t r a c t o r s

    M e e t i n g , P i t t s b u r g h , P a . ,

    N o v e m b e r 1 9 - 2 1 ,

    1 9 8 5 . N T I S , S p r i n g -

    f i e l d ,

    V a .

    2 8 4 8

    PYNE E T AL.