Action of Amylolytic and Pullulytic Enzymes from Various Anaerobic Thermophiles on Linear and Branched Glucose Polymers

Authors


Abstract

A detailed study has been conducted on the action of starch hydrolyzing enzymes from thermophilic anaerobic bacteria belonging to the genera Clostridium, Thermoanaerobacter and Thermobacteroides. The appearance of multiple bands on polyacrylamide gels with amylolytic as well as pullulytic activities was shown to be a general feature of bacteria investigated. Analysis of the hydrolysis products of each protein band clearly demonstrated the capability of these organisms to hydrolyze α-1,4-glycosidic bonds in linear oligosaccharides and α-1,6-glycosidic linkages in pullulan. Furthermore, the enzyme system of thermophilic bacteria investigated was also capable of attacking the α-1,6-linkages in branched oligosaccharides. Due to the action of these thermoactive enzymes with multiple specificity an almost complete hydrolysis of raw starch and maltodextrin could be achieved under the same conditions and in one step.

Abstract

Die Wirkung von amylolytischen und pullulytischen Enzymen aus verschiedenen anaeroben Thermophilen auf lineare und verzweigte Glucosepolymere.

Der Wirkungsmechanismus Stärke hydrolysierender Enzyme aus thermophilen anaeroben Bakterien der Gattungen Clostridium, Thermoanaerobacter und Thermobacteroides wurde aufgeklärt. Es wurde nachgewiesen, daß das Auftreten vieler Banden mit sowohl amylolytischer als auch pullulytischer Aktivität im Polyacrylamid-Gradientengel ein allgemeines Charakteristikum dieser Bakterien ist. Die Analyse der Hydrolyseprodukte jeder Proteinbande zeigte deutlich die Fähigkeit dieser Organismen, sowohl α-1,4-glycosidische Bindungen in linearen Oligosacchariden als auch α-1,6-glycosidische Bindungen in Pullulan zu hydrolysieren. Des weiteren war das das Enzymsystem der untersuchten thermophilen Bakterien in der Lage, α-1,6-Bindungen in verzweigten Oligosacchariden zu spalten. Durch die doppelte Spezifität konnte mit Hilfe dieser thermoaktiven Enzyme eine nahezu vollständige Hydrolyse von nativer Stärke und Maltodextrin unter den gleichen Bedingungen und in einem Schritt erzielt werden.

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