Purification and characterization of a melanin biodegradation enzyme fromGeotrichumsp.

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Abstract

OBJECTIVE:

Melanin is a black or brown phenolic polymer present mainly in skin and hair. Although melanin can be degraded by some microbial species, the melanin degradation capacity of Geotrichum sp. is unknown. The aim of this study was to characterize a melanin biodegradation enzyme from Geotrichum sp.

METHODS:

In this study, we assessed the melanin degradation activity of Geotrichum sp. in comparison with the major melanin-degrading enzymes, manganese-dependent peroxidase (MnP), manganese-independent peroxidase, lignin peroxidase and laccase. Furthermore, the effect of several carbohydrates on melanin degradation by Geotrichum sp. was determined. The MnP enzyme was purified using ammonium sulphate precipitation and Sephadex G-200 column chromatography, and then the conditions for optimal enzymatic activity were determined by adjusting the pH, temperature and Tween-80 concentration.

RESULTS:

Compared with extracellular ligninolytic enzymes of Geotrichum sp., MnP had the highest ligninolytic enzyme activity; and the highest enzymatic activity was observed in the presence of glucose. The final purified MnP enzyme exhibited 6 U mL−1 activity and had a molecular weight of 54.2 kDa. The enzymatic activity was highest at pH 4.5 and 25–35°C in the absence of Tween-80.

CONCLUSION:

These results indicate the potential of MnP purified from Geotrichum sp. as a skin-lightening agent in the cosmetic industry.

OBJECTIF:

La mélanine est un polymère phénolique noir ou brun, présente principalement dans la peau et les cheveux. Bien que la mélanine puisse être dégradée par certaines espèces microbiennes, la capacité de dégradation de la mélanine de Geotrichum sp. est inconnue. Le but de cette étude était de caractériser une enzyme de biodégradation de la mélanine de Geotrichum sp.

MéTHODES:

Dans la présente étude, nous avons évalué l'activité de dégradation de la mélanine de Geotrichum sp. en comparaison avec les principales enzymes de dégradation de la mélanine, le manganèse peroxydase Mn-dépendante (MnP), la peroxydase non-manganèse dépendante, la lignine-peroxydase et une laccase. En outre, l'effet de plusieurs carbohydrates sur la dégradation de la mélanine par Geotrichum sp. était déterminé. L'enzyme MnP a été purifiée par précipitation au sulfate d'ammonium et chromatographie sur une colonne de Sephadex G-200, puis les conditions d'une activité enzymatique optimale ont été déterminées en ajustant le pH, la température et la concentration de Tween-80.

RÉSULTATS:

Par rapport aux enzymes ligninolytiques extracellulaires de Geotrichum sp, MnP a eu l'activité enzymatique lignolytique la plus élevée; et l'activité enzymatique la plus élevée a été observée en présence de glucose. L'enzyme finale purifiée MnP présentait 6 U mL−1 d'activité et possède un poids moléculaire de 54.2 kDa. L'activité enzymatique était la plus élevée à un pH de 4.5 et de 25 à 35°C en l'absence de Tween-80.

CONCLUSION:

Ces résultats indiquent le potentiel de MnP purifiée à partir de Geotrichum sp. en tant qu'agent éclaircissant la peau dans l'industrie cosmétique.

CONCLUSION:

Melanin decolorization by the Geotrichum sp. isolated from dye-contaminated textile industry wastewater in Korea.

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