CARACTERIZACIÓN BIOCATALÍTICA DE TRES BAEYER-VILLIGER MONOOXIGENASAS BACTERIANAS

CECCOLI, ROMINA D.; BIANCHI DARIO A.; RIAL, DANIELA V.

Rosario (Presentación Virtual)

Congreso; XXII Congreso y XL Reunión Anual de la Sociedad de Biología de Rosario; 2020

Sociedad de Biología de Rosario

Las Baeyer-Villiger monooxigenasas (BVMO) son flavoenzimas que catalizan lainserción de un átomo de oxígeno en el sustrato mientras que el otro átomo del oxígenomolecular se reduce a agua. Las cetonas son los sustratos típicos de las BVMOs, y suoxidación produce ésteres o lactonas mediante una reacción ambientalmente amigable(1). En el genoma de Bradyrhizobium diazoefficiens USDA 110 detectamos sieteposibles BVMOs tipo I. Clonamos y expresamos funcionalmente en Escherichia colitres de estas flavoenzimas, que denominamos BVMO2, BVMO4 y BVMO5. Lasmismas son filogenéticamente divergentes en un árbol inferido con secuencias deBVMOs tipo I. El objetivo de este trabajo fue caracterizar las nuevas BVMOs con el finde ampliar el conjunto de este tipo de biocatalizadores disponibles para aplicacionessintéticas. Inicialmente, evaluamos su potencial biocatalítico en sistemas de célulasenteras desafiándolas con varias cetonas como posibles sustratos. Observamos que estasenzimas oxidan cetonas lineales, aromáticas, cíclicas y bicíclicas pero con diferentespreferencias. Luego, purificamos las BVMO2, BVMO4 y BVMO5 recombinantes ahomogeneidad y realizamos su caracterización in vitro. Determinamos el coeficiente deabsorción molar de cada una de estas enzimas e investigamos la dependencia de susactividades con el cofactor, la temperatura (20 a 45 °C) y el pH (6,0 a 9,0).Determinamos los parámetros cinéticos en estado estacionario de las tres flavoenzimasde B. diazoefficiens para fenilacetona y heptan-3-ona, siguiendo el consumo deNADPH. Observamos que la eficiencia catalítica de BVMO2 fue similar para ambossustratos, BVMO4 presentó buenos resultados con fenilacetona en las condiciones deensayadas, y ambas cetonas fueron sustratos muy buenos para BVMO5. Así, de acuerdoa las selectividades y el perfil de sustrato obtenidos in vivo y el desempeño de cadaenzima in vitro, proponemos un comportamiento complementario entre las tresBVMOs. Mientras que BVMO2 oxidó cetonas con estructuras variables, las BVMO4 yBVMO5 mostraron un perfil de sustrato más acotado con preferencia por cetonaslineales, y además, presentaron regioselectividades particulares para una cetonabicíclica evaluada (2). Por lo tanto, estas enzimas amplían nuestro conjunto debiocatalizadores para obtener diferentes regioisómeros de ésteres por oxidación deciertas cetonas lineales, proporcionando alternativas amigables con el medioambientepara fines sintéticos. Financiado por CONICET y UNR, Argentina. 1) Ceccoli, RD,Bianchi, DA, Rial, DV (2014) Front. Microbiol., 5:25. 2) Ceccoli, RD, Bianchi, DA,Carabajal, MA, Rial, DV (2020) Mol. Catal., 486: 110875.Trabajo presentado en la reunión conjunta SAIB-SAMIGE 2020, del 2 al 5 denoviembre de 2020.