Partial purification and characterization of anti-leukemic L- asparaginase produced by Streptomyces hydrogenans CA04 newly isolated in Algeria Purification partielle et caractérisation de la L-Asparaginase anti-leucémique produite par Streptomyces hydrogenans CA04 nouvellement isolée en Algérie

Abstract

Introduction: In order to search for a new molecule of L-asparaginase with interesting industrial and analytical characteristics, we explored Lake Agulmim, located at 1700 meters’ altitude in Mount Tikjda, part of Mountain range of Djurdjura (Algeria), for the isolation of actinomycete producing strain CA04. Materials and methods: After the molecular identification based in sequencing of 16S rDNA gene of our strain as Streptomyces hydrogenans CA04 and the demonstration of L-asparaginase activity, we extracted the extracellular interest enzyme at 90% ammonium sulphate followed by dialysis and separation by chromatography on Sephacryl S-200 gel. Results: We detected, therefore, two isoforms A and B of MW of 86 and 108KDa, eluted at 32min and 33min respectively, with a total protein level of 0.32mg/ml. An SDS-PAGE control was made showing the existence of the two isoforms with molecular weight mentioned. The L-asparaginase activity was maximal between pH 7 and 8, a temperature of 37^°C, for 10min of reaction, with a specific activity of 7.28 IU/mg. On the other hand the activity is stable in the presence of Mg²⁺, Cu²⁺, Zn⁺ and EDTA, decreased by Fe³⁺ and inhibited by Mn⁺. Finally, the L-asparaginase activity produced by Streptomyces hydrogenans CA04 has a high degree of specificity to the L-Asparagin substrate, with very weak relative activities, against the other nearby substrates, L-Glutamine and L-Aspartic Acid.

Afin de chercher une nouvelle molécule de L-Asparaginase ayant des caractéristiques industrielles et analytiques intéressantes, nous avons exploré le lac Agulmim, situé à 1700 mètres d’altitude dans le Mont Tikjda, en Algérie, pour l’isolement d’une souche d’actinomycètes CA04 productrice. Après l’identification morphologique, biochimique et physiologique de notre souche et la mise en évidence de l’activité L-Asparaginase, nous avons extrait les enzymes d’intérêt à 90% en sulfate d’ammonium suivi d’une dialyse et d’une séparation par chromatographie sur gel de Séphacryl S-200. Nous avons détecté, de ce fait, deux isoformes A et B de PM 86 et 108KDa, élués à 32min et 33min respectivement, avec un taux de protéines totales de 0,32mg/ml. L’activité L-Asparaginase a été maximale entre pH 7 et 8, une température de 37°C, pendant 10min de réaction, avec une activité spécifique de 7,28UI/mg. D’autre part l’activité est stable en présence de Mg²⁺, Cu²⁺, Zn⁺ et EDTA, diminuée par le Fe³⁺ et inhibée par le Mn⁺. Enfin l’activité L-Asparaginase produite par CA04 présente un haut degré de spécificité au substrat L-Asparagine, avec des activités relatives très faibles, à l’encontre des autres substrats proches, L-Glutamine et Acide L-Aspartique. Ce qui est important pour sa propriété thérapeutique.