Enhanced degradation of polyhydroxyalkanoates (PHAs) by newly isolated Burkholderia cepacia DP1 with high depolymerase activity

Abstract

The contribution of microbial depolymerase has received much attention because of its potential in biopolymer degradation. In this study, the P(3HB) depolymerase enzyme of a newly isolated Burkholderia cepacia DP1 from soil in Penang, Malaysia, was optimized using response surface methodology (RSM). The factors affecting P(3HB) depolymerase enzyme production were studied using one-variable-at-a-time approach prior to optimization. Preliminary experiments revealed that the concentration of nitrogen source, concentration of carbon source, initial pH and incubation time were among the main factors influencing the enzyme productivity. An increase of 9.4 folds in enzyme production with an activity of 5.66 U/mL was obtained using optimal medium containing 0.028% N of di-ammonium hydrogen phosphate and 0.31% P(3HB-co-21%4HB) as carbon source at the initial pH of 6.8 for 38 h of incubation. Moreover, the RSM model showed great similarity between predicted and actual enzyme production indicating a successful model validation. This study warrants the ability of P(3HB) degradation by B. cepacia DP1 in producing higher enzyme activity as compared to other P(3HB) degraders being reported. Interestingly, the production of P(3HB) depolymerase was rarely reported within genus Burkholderia. Therefore, this is considered to be a new discovery in the field of P(3HB) depolymerase production.

Desenvolvimento e caracterização de sistemas de nanocompósitos PHB/argila brasileira para encapsulação de ureia.

“…As características do polímero que podem afetar a biodegradação são sua massa molecular e cristalinidade, além da área superficial do material polimérico. Já as características do meio que também podem interferir no processo são: temperatura, pH, umidade e nutrientes presentes no solo (ALTAEE et al, 2016;AZAMI et al, 2017).…”

“…No caso do PHB, ele pode ser degradado em ácido hidroxibutírico, e em um PHB oligômero por enzimas hidrolases e depolimerases (ALTAEE et al, 2016). Essa reação ocorre com a degradação da ligação "éster" do polímero (AZAMI et al, 2017).…”

“…BELEM, 2009). Esse polímero é produzido pela fermentação de bactérias, sendo que, pelo menos, 75 gêneros diferentes, podem acumular grânulos de PHB de maneira intracelular (AZAMI et al, 2017). Para a sua obtenção, as condições de processamento são: atmosfera de nitrogênio e presença abundante de fonte de carbono (AZAMI et al, 2017;HAN et al, 2017;OBRUCA et al, 2018).…”

“…Esse polímero é produzido pela fermentação de bactérias, sendo que, pelo menos, 75 gêneros diferentes, podem acumular grânulos de PHB de maneira intracelular (AZAMI et al, 2017). Para a sua obtenção, as condições de processamento são: atmosfera de nitrogênio e presença abundante de fonte de carbono (AZAMI et al, 2017;HAN et al, 2017;OBRUCA et al, 2018). A bactéria da espécie Alcaligenes eutrophus é a mais utilizada para isso, pois sua cultura cresce facilmente e consegue acumular cerca de 80% de sua massa em PHB (BUCCI; TAVARES;SELL, 2005).…”