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Issue
Lait
Volume 82, Number 1, January-February 2002
3rd International Symposium on Propionibacteria
Page(s) 81 - 89
DOI https://doi.org/10.1051/lait:2001007


Lait 82 (2002) 81-89 DOI: 10.1051/lait:2001007

Cloning and characterization of an esterase from Propionibacterium freudenreichii ssp. shermanii

Annu Suoniemi and Soile Tynkkynen

Valio Ltd, R & D, PO Box 30, 00039 VALIO, Finland

Abstract
An esterase gene, estA, from Propionibacterium freudenreichii ssp. shermanii was cloned in Eschericia coli. The clone, carrying a 3.1-kb insert, caused lipolysis on tributyrin agar during incubation at 4 °C. The insert was sequenced and analyzed. It revealed two open reading frames, ORF1 and ORF2. ORF1 has a capability to code for a protein of 41.8 kg $\cdot$mol -1 (388 aa) and shares up to 38% identity with esterases or lipases from several bacteria. ORF2 encodes for a protein of 42.7 kg $\cdot$mol -1 (379 aa) and shares 62% identity with CaiA, a carnitine operon oxidoreductase with a CoA-binding site. The lipolytic enzyme coded by ORF1 degraded p-nitrophenyl butyrate, p-nitrophenyl caproate and tributyrin, but not long chain fatty acid substrates like p-nitrophenyl palmitate or triolein triglyceride. Based on the preference for short chain fatty acids, and the homology profiles, the ORF1 was named an esterase, EstA. The esterase degraded p-nitrophenyl butyrate between 4 °C and 55 °C, the optimum being at 37 °C. The highest activity was detected at pH 8.

Résumé
Clonage et caractérisation d'une estérase produite par Propionibacterium freudenreichii ssp. shermanii. Un gène d'estérase, estA, de Propionibacterium freudenreichii ssp. shermanii a été cloné dans E. coli. Le clone portant un insert de 3,1 kb a causé, après incubation à 4 °C, la lipolyse d'un substrat tributyrine inclus dans la gélose. L'insert a été séquencé et analysé. Il a révélé deux cadres ouverts de lecture, ORF1 et ORF2. ORF1 a la capacité de coder une protéine de 41,8 kg $\cdot$mol -1 (388 aa) et présente jusqu'à 38 % d'identité avec les gènes d'estérases ou de lipases de plusieurs bactéries. ORF2 code pour une protéine de 42,7 kg $\cdot$mol -1 (379 aa) et présente 62 % d'identité avec CaiA, une carnitine oxydoréductase possédant un site de liaison CoA. ORF1 hydrolyse le butyrate de p-nitrophényle, le caproate de p-nitrophényle et la tributyrine, mais pas le palmitate de p-nitrophényle et la trioléine contenant des acides gras à chaîne longue. Du fait de sa préférence pour les acides gras à chaîne courte et de son profil d'homologie, ORF1 a été appelé estérase EstA. Cette estérase dégradait le butyrate de p-nitrophényle entre 4 °C et 55 °C, l'optimum étant à 37 °C. L'activité la plus élevée était détectée à pH 8.


Key words: esterase / cloning / Propionibacterium

Mots clés : estérase / clonage / Propionibacterium

Correspondence and reprints: Soile Tynkkynen Tel.: 358 10381 3125; fax: 358 10381 3129;
    e-mail: soile.tynkkynen@valio.fi

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