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New insights on poly(<i>cis</i>-1,4-isoprene) rubber degradation through enzymatic kinetics and process improvement
Indexado
WoS WOS:001488890900001
DOI 10.3389/FBIOE.2025.1593339
Año 2025
Tipo artículo de investigación

Citas Totales

Autores Afiliación Chile

Instituciones Chile

% Participación
Internacional

Autores
Afiliación Extranjera

Instituciones
Extranjeras


Abstract



Latex clearing protein (Lcp) is a crucial enzyme in the oxidative degradation of poly(cis-1,4-isoprene), the main component of natural rubber (NR). Despite significant biochemical advances, to date, the kinetic behavior of Lcp from Streptomyces sp. K30 (LcpK30) has not been characterized, limiting the efficiency of NR conversion. In this work, LcpK30 was produced in Escherichia coli BL21 (DE3) + p4782.1::lcp K30 with L-rhamnose as the inducer, yielding 6.05 mg/L of purified protein. Kinetic assays demonstrated a positive correlation between the initial reaction rate and poly(cis-1,4-isoprene) concentration, reaching a maximum rate of 7.05 nmol O2/min at the enzyme's saturation point, corresponding to 5 mu g Lcp/mg NR. The Michaelis-Menten constant (Km) was determined to be 308.3 mg/mL, with the Hill model providing the best fit for the data. NR-to-oligoisoprenoid conversion reached 12.9 mg in 24 h, exceeding previously reported yields, while gel permeation chromatography analysis indicated conversion efficiencies over 80%, far exceeding the reports of previous studies where only 30%-40% conversions were achieved. Furthermore, Fukui function analysis suggested that the aldehyde terminal groups of the oligoisoprenoids may be less susceptible to enzymatic degradation, which would explain the mass distribution of the degradation products.

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Disciplinas de Investigación



WOS
Biotechnology & Applied Microbiology
Multidisciplinary Sciences
Engineering, Biomedical
Scopus
Sin Disciplinas
SciELO
Sin Disciplinas

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Publicaciones WoS (Ediciones: ISSHP, ISTP, AHCI, SSCI, SCI), Scopus, SciELO Chile.

Colaboración Institucional



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Autores - Afiliación



Ord. Autor Género Institución - País
1 Guajardo-Flores, Camila - Universidad Católica del Maule - Chile
2 Rojas, Josefa - Universidad Católica del Maule - Chile
3 Baldera-Moreno, Yvan - Universidad Católica del Maule - Chile
4 Adasme-Carreno, Francisco - Universidad Católica del Maule - Chile
5 Kasai, Daisuke - Nagaoka Univ Technol - Japón
6 Andler, Rodrigo - Universidad Católica del Maule - Chile

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Financiamiento



Fuente
FONDECYT regular grant from the National Agency for Research and Development (ANID), Chile

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Agradecimientos



Agradecimiento
The author(s) declare that financial support was received for the research and/or publication of this article. The authors acknowledge the support provided by the Fondecyt Regular Grant 1230313 from the National Agency for Research and Development (ANID), Chile.

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