{"id":7270,"date":"2024-08-27T14:10:59","date_gmt":"2024-08-27T14:10:59","guid":{"rendered":"https:\/\/longchangchemical.com\/?p=7270"},"modified":"2026-04-28T10:42:34","modified_gmt":"2026-04-28T10:42:34","slug":"modification-of-protease-producing-strains","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/longchangchemical.com\/fr\/modification-of-protease-producing-strains\/","title":{"rendered":"Modification des souches productrices de prot\u00e9ases"},"content":{"rendered":"

Modification des souches productrices de prot\u00e9ases<\/strong><\/h1>\n

<\/p>\n

Quick answer:<\/strong> Enzyme and food-processing ingredients are usually selected by substrate fit, pH and temperature window, dosage, and whether the end-use specification is acceptable for the target process. The strongest commercial choice is the one that performs consistently under real processing conditions.<\/p>\n

<\/p>\n

La prot\u00e9ase est une classe d'enzymes qui catalyse l'hydrolyse des liaisons peptidiques dans les prot\u00e9ines. Elle est largement r\u00e9pandue chez les animaux, les plantes et les micro-organismes et constitue l'une des pr\u00e9parations enzymatiques les plus utilis\u00e9es dans les esp\u00e8ces d'enzymes industrielles, repr\u00e9sentant environ 60% de la quantit\u00e9 totale d'enzymes. Les sources microbiennes de prot\u00e9ases sont abondantes, diversifi\u00e9es et faciles \u00e0 produire, devenant ainsi la principale source de prot\u00e9ases sur le march\u00e9. La production commerciale de prot\u00e9ases remonte au d\u00e9but du si\u00e8cle dernier : en 1908, les Allemands ont commenc\u00e9 \u00e0 utiliser des enzymes pancr\u00e9atiques pour le tannage du cuir ; en 1911, la soci\u00e9t\u00e9 am\u00e9ricaine Wallerstein a produit de la papa\u00efne comme agent clarifiant pour la bi\u00e8re ; au d\u00e9but des ann\u00e9es soixante, les Pays-Bas ont produit des d\u00e9tergents en y ajoutant de la prot\u00e9ase. En outre, la recherche sur la prot\u00e9ase alcaline a \u00e9t\u00e9 combin\u00e9e \u00e0 des travaux pratiques de s\u00e9lection et d'\u00e9levage de bact\u00e9ries r\u00e9sistantes \u00e0 la chaleur, \u00e0 l'acide et au sel, ainsi qu'\u00e0 la production de prot\u00e9ase alcaline \u00e0 partir de p\u00e9trole comme mati\u00e8re premi\u00e8re de fermentation.<\/p>\n

 <\/p>\n

Il existe de nombreux types de prot\u00e9ases, dont le poids mol\u00e9culaire, la taille, la structure spatiale et la fonction sont tr\u00e8s diff\u00e9rents, mais chaque famille de prot\u00e9ases conserve un domaine structurel hautement conserv\u00e9. \u00c0 l'heure actuelle, plus de 100 types de prot\u00e9ases ont \u00e9t\u00e9 cristallis\u00e9s ou hautement purifi\u00e9s, et nombre d'entre eux ont \u00e9t\u00e9 \u00e9lucid\u00e9s en termes de structures primaire et st\u00e9r\u00e9o (structure tertiaire).<\/p>\n

 <\/p>\n

 <\/p>\n

2 Modification des souches de prot\u00e9ase<\/p>\n

La construction de bact\u00e9ries d'ing\u00e9nierie pour l'expression efficace de la prot\u00e9ase et l'optimisation de ses propri\u00e9t\u00e9s enzymatiques ont \u00e9t\u00e9 le point de mire des chercheurs nationaux et \u00e9trangers, et les moyens habituellement utilis\u00e9s sont : la reproduction par mutation, la fusion protoplasmique, la construction de bact\u00e9ries g\u00e9n\u00e9tiquement modifi\u00e9es et la technologie de l'\u00e9volution directionnelle in vitro.<\/p>\n

 <\/p>\n

2.1 S\u00e9lection par mutagen\u00e8se et fusion protoplasmique<\/p>\n

La s\u00e9lection par mutagen\u00e8se fait principalement appel \u00e0 la mutagen\u00e8se par rayonnement ou \u00e0 certains r\u00e9actifs chimiques pour induire des mutations dans le mat\u00e9riel g\u00e9n\u00e9tique de la bact\u00e9rie afin d'obtenir des souches mutantes pr\u00e9sentant d'excellentes caract\u00e9ristiques. Par exemple, apr\u00e8s mutagen\u00e8se UV de souches productrices d'enzymes par Cai Wanling et al, leur activit\u00e9 enzymatique a augment\u00e9 de 16% par rapport \u00e0 la souche d'origine. Yanli Li et al. ont cribl\u00e9 l'activit\u00e9 enzymatique de production de prot\u00e9ase neutre d'Aspergillus oryzae ZW-06 jusqu'\u00e0 15 000 U\/g de caill\u00e9 sec par mutagen\u00e8se dirig\u00e9e par Co60, ce qui repr\u00e9sente une augmentation de 74% par rapport \u00e0 l'activit\u00e9 avant mutagen\u00e8se. Huang Hongying et al. ont combin\u00e9 la technologie d'implantation d'ions N+ \u00e0 faible \u00e9nergie sur le Bacillus licheniformis de type sauvage pendant quatre fois avec diff\u00e9rents moyens physicochimiques de mutagen\u00e8se, pour obtenir une souche \u00e0 haut rendement, l'activit\u00e9 enzymatique brute \u00e9tant de 12425. 9 U\/mL, soit 17,1 fois plus que la souche de d\u00e9part.<\/p>\n

 <\/p>\n

 <\/p>\n

La technologie de fusion protoplasmique est un processus dans lequel les cellules d'une souche biparentale sont d\u00e9sinstall\u00e9es pour la fusion protoplasmique, afin d'\u00e9changer et de recombiner leurs g\u00e9nomes pour obtenir des recombinants stables. Par exemple, Pan Yanyun et al. ont utilis\u00e9 la m\u00e9thode de fusion protoplasmique pour fusionner Bacillus licheniformis 2709 avec Bacillus subtilis BD105, qui contient le vecteur de clonage du g\u00e8ne de la prot\u00e9ase alcaline pDW2, afin d'obtenir une souche A16 \u00e0 haut rendement, dont la production d'enzymes de fermentation est sup\u00e9rieure de 50%-100% \u00e0 celle de 2709, et dont la production d'enzymes peut atteindre 30 000 U\/mL dans le test de la fiole agit\u00e9e.<\/p>\n

 <\/p>\n

2.2 Construction de bact\u00e9ries pour le g\u00e9nie g\u00e9n\u00e9tique<\/p>\n

La construction de bact\u00e9ries d'ing\u00e9nierie n\u00e9cessite g\u00e9n\u00e9ralement des h\u00f4tes d'expression et des vecteurs d'expression ou des \u00e9l\u00e9ments d'expression appropri\u00e9s. Tout d'abord, le g\u00e8ne cible est clon\u00e9 dans le vecteur d'expression pour obtenir le vecteur recombinant, puis transform\u00e9 dans l'h\u00f4te d'expression, soumis au processus de criblage, et enfin obtenu le processus de souche \u00e0 haut rendement. Il est \u00e9galement possible d'int\u00e9grer les fragments du g\u00e8ne cible exog\u00e8ne directement dans le g\u00e9nome de l'h\u00f4te pour obtenir des souches \u00e0 haut rendement.<\/p>\n

 <\/p>\n

[18-20 octobre] 2024 Deuxi\u00e8me conf\u00e9rence sur l'ing\u00e9nierie enzymatique avanc\u00e9e et les applications de la technologie enzymatique<\/p>\n

Min Zhang et al. ont ligatur\u00e9 la s\u00e9quence promoteur-peptide signal ( sacR ) du g\u00e8ne sacB avec le g\u00e8ne de la prot\u00e9ase neutre de Bacillus subtilis et l'ont clon\u00e9 dans le vecteur pHP13, ont construit le vecteur de s\u00e9cr\u00e9tion d'expression inductible pHP13SN contenant le g\u00e8ne de la prot\u00e9ase neutre, et l'ont ensuite transform\u00e9 en Bacillus subtilis DB104, qui a montr\u00e9 une augmentation de 48% de la viabilit\u00e9 de l'enzyme par rapport \u00e0 celle de la souche de d\u00e9part. WangHui et al. ont clon\u00e9 Banpr, une prot\u00e9ase neutre de Bacillus amyloliquefaciens K11, et ont construit un plasmide d'expression recombinant, pUB110-Banpr, avec Bacillus amyloliquefaciens K11 comme h\u00f4te d'expression, et l'activit\u00e9 enzymatique dans la fermentation en fiole agit\u00e9e a atteint 8995 \u00b1 250 U\/mL, et 28084 \u00b1 1282 U\/mL dans le syst\u00e8me de fermentation de 15 L, ce qui \u00e9tait beaucoup plus que la souche industrielle Bacillus subtilis AS.1398 (8000-10000 U\/mL).<\/p>\n

 <\/p>\n

2.3 Am\u00e9lioration des propri\u00e9t\u00e9s de la prot\u00e9ase<\/p>\n

Avec le d\u00e9veloppement des techniques d'\u00e9volution dirig\u00e9e in vitro, des prot\u00e9ines aux fonctions am\u00e9lior\u00e9es ou nouvelles peuvent \u00eatre obtenues par mutation al\u00e9atoire des g\u00e8nes codants, par des techniques de DNAShuffling et par criblage dirig\u00e9 sans que l'on connaisse les informations structurelles tridimensionnelles et le m\u00e9canisme d'action de la prot\u00e9ine cible.<\/p>\n

 <\/p>\n

 <\/p>\n

La stabilit\u00e9 de l'enzyme est un facteur cl\u00e9 du succ\u00e8s de la commercialisation. La stabilit\u00e9 de l'enzyme peut \u00eatre am\u00e9lior\u00e9e en introduisant des ponts salins, des liaisons disulfures, des interactions aromatiques et en augmentant l'affinit\u00e9 de l'enzyme pour les ions calcium, ce qui accro\u00eet la rigidit\u00e9 de la mol\u00e9cule par mutagen\u00e8se cibl\u00e9e. Le remplacement de Gly61 ou Ser98 de la prot\u00e9ase BPN' par Cys, et des deux, a entra\u00een\u00e9 une augmentation de la stabilit\u00e9 thermique de l'enzyme sans modification de l'efficacit\u00e9 catalytique.<\/p>\n

 <\/p>\n

En rempla\u00e7ant Val72 par Ile, Ala92 par Thr et Gly131 par Asp de la prot\u00e9ase de B. subtilis, l'enzyme mutante peut catalyser une activit\u00e9 de substrat 2 fois sup\u00e9rieure \u00e0 celle de l'enzyme sauvage \u00e0 10\u00b0C. En 2005, la soci\u00e9t\u00e9 danoise Novozymes a lanc\u00e9 une prot\u00e9ase \u00e0 basse temp\u00e9rature, la \"Polarzyme\", qui peut \u00eatre ajout\u00e9e \u00e0 un d\u00e9tergent. En l'ajoutant au d\u00e9tergent, la temp\u00e9rature de lavage est pass\u00e9e de 60\u00b0C et 40\u00b0C \u00e0 30\u00b0C et 20\u00b0C, ce qui a permis d'\u00e9conomiser 60% d'\u00e9nergie \u00e9lectrique, et le volume des ventes du d\u00e9tergent \"carecoldwash\" contenant de la prot\u00e9ase \u00e0 basse temp\u00e9rature a \u00e9t\u00e9 multipli\u00e9 par sept.<\/p>\n

 <\/p>\n

3 Perspectives<\/p>\n

Les prot\u00e9ases ont \u00e9t\u00e9 utilis\u00e9es dans une vari\u00e9t\u00e9 de domaines \u00e9troitement li\u00e9s \u00e0 notre vie quotidienne, et cet environnement impose des exigences \u00e9lev\u00e9es en mati\u00e8re de production et de caract\u00e9risation des prot\u00e9ases. Par cons\u00e9quent, la compr\u00e9hension approfondie du m\u00e9canisme catalytique de la prot\u00e9ase, la relation entre la structure spatiale et la fonction catalytique, et la modification directionnelle des souches productrices d'enzymes pour r\u00e9pondre aux exigences de la production industrielle constituent toujours la tendance de d\u00e9veloppement de l'ing\u00e9nierie enzymatique \u00e0 l'avenir. En outre, outre la s\u00e9lection et l'\u00e9levage de bonnes souches, il faut s'efforcer de construire de nouveaux syst\u00e8mes d'expression ou des syst\u00e8mes de co-expression de g\u00e8nes de prot\u00e9ases multiples, de construire davantage de vecteurs d'expression pour les prot\u00e9ases, afin de r\u00e9aliser l'expression efficace de diff\u00e9rents composants et d'am\u00e9liorer encore la quantit\u00e9 d'expression, l'activit\u00e9 enzymatique et la stabilit\u00e9 de l'enzyme.<\/p>\n

<\/p>\n

How buyers usually evaluate enzyme and food-processing ingredients<\/h2>\n

In enzyme and food-processing projects, the most useful decision frame is usually application fit plus process stability: which ingredient performs under the intended pH, temperature, time, and substrate conditions without creating a downstream quality or compliance problem.<\/p>\n