Isolement et criblage de souche bactérienne productrice de protéase alcaline en vue d'une application industrielle

Abstract

Dans le cadre de la recherche de nouvelles souches bactériennes productrices de protéases alcalines, une souche DZ100 a été isolée à partir des effluents d’abattoirs de la wilaya de Blida (Algérie) et identifiée moyennant les méthodes taxonomiques classiques couplées à la biologie moléculaire (séquençage du gène d’ARNr 16S). L’analyse de la séquence obtenue par alignement a permis de rattacher cette nouvelle souche DZ100 à l’espèce «Bacillus circulans» avec 99% de similarité. Cette dernière présente une activité protéolytique initiale de l’ordre de 4500 UI/ml. Par la suite, nous avons procédé à l’optimisation des conditions de croissance et de production des protéases. Après l’étape d’optimisation sur un milieu liquide à base de caséine et peptone de soja, nous avons triplé cette activité, soit 15000 UI/ml. Dans une autre partie du travail, nous avons purifié à homogénéité la protéase SAPDZ en quatre étapes [traitement thermique (30 min à 80°C), précipitation fractionnée au sulfate d’ammonium (40% à 70%), chromatographie sur une colonne de filtration sur gel (Bio-Sil SEC 125) suivie d’une chromatographie échangeuse de cations (Mono S)]. Cette technique de purification nous a permis d’aboutir à une solution enzymatique pure avec un facteur de purification de 61,22 fois et un rendement d’environ 25% et montre une activité spécifique de 75000 U/mg Ainsi, par techniques d’électrophorèse (PAGE-SDS) et spectroscopie de masse (MADI-TOF/MS), nous avons montré que la SAPDZ est une enzyme monomérique qui présente une masse moléculaire de 32019,10 Da. Par ailleurs, l’analyse de la séquence N-terminal des 25 résidus d’acides aminés de la SAPDZ : AQTVPYGMAQIKDPAVHGQGYKGAN présente une grande homologie avec les subtilisines. L'étude de l'effet de certains inhibiteurs a montré que le PMSF et le DFP inhibent totalement l'activité enzymatique ce qui rattache cette enzyme à la famille des protéases à serine. Les optima de pH et température de la SAPDZ sont respectivement pH 12,5 et 85°C. Du point de vue application biotechnologique, cette nouvelle protéase SAPDZ ayant des caractéristiques biochimiques particulières (alcalinité, thermostabilité élevée et une stabilité importante en présence de différents détergents solides et liquides) pourrait être utilisée avec succès dans des applications industrielles notamment dans la valorisation des déchets de plumes, le traitement de cuirs et la synthèse des peptides et la détergence.