Expresión heteróloga y caracterización de enzimas fucoidanasas identificadas en comunidades microbianas de un ambiente marino extremo

GONZALEZ J.; PONCE A.; STORTZ C. A.; LOZADA M.; MUSUMECI M. A.; DIONISI H. M.

Montevideo

Congreso; X Encuentro Lationamericano y del Caribe de Biotecnología Agropecuaria y XII Simposio REDBIO Argentina; 2019

REDBIO

Los fucoidanos son polisacáridos sulfatadosricos en fucosa constituyentes de la pared celular amorfa de algas pardas. Presentanimportantes propiedades biológicas, sin embargo su alto peso molecular y bajaabsorción limitan sus potenciales aplicaciones terapéuticas. Las enzimasfucoidanasas catalizan los enlaces internos de estos biopolímeros, obteniéndosefuco-oligosacáridos sulfatados con estructuras definidas y mayor absorción. Debidoa las altas biomasas alcanzadas en los ambientes costeros de la Patagonia, lasespecies Undaria pinnatifida y Macrocystis pyrifera podrían serutilizadas para la producción de dichos oligosacáridos. El objetivo de estetrabajo es prospectar enzimas fucoidanasas (GH107, CAZy) a partir decomunidades microbianas de sedimentos intermareales de Bahía Ushuaia, Tierradel Fuego, Argentina. Partiendo de un set de datos metagenómico con 700.000 CDS,se identificaron 5 secuencias putativas completas, las cuales compartieron bajosporcentajes de identidad con fucoidanasas conocidas (6-50% a nivel deaminoácidos), la mayoría de las cuales pertenecería a bacterias del filoPlanctomycetes. Este grupo difícil de aislar y cultivar en laboratorio,frecuentemente está asociado a algas pardas y presenta un alto potencial parametabolizar múltiples polisacáridos de macroalgas. Se seleccionaron cuatro secuenciaspara su amplificación, clonado y expresión en Escherichia coli. Se logró una alta producción de las enzimas enforma soluble mediante la expresión a bajas temperaturas. La actividad de lasenzimas purificadas fue evaluada mediante la técnica C-PAGE, utilizando comosustrato fucoidanos purificados de M. pyrifera. Una de las enzimas expresadasexhibió actividad en un amplio rango de temperaturas (5-55°C, actividad óptima25?45°C) y pH 7,5?9. Los análisis estructurales de los productos permitiránevaluar la especificidad enzimática y el tamaño de los fuco-oligosacáridos. Esteestudio posibilitará contar con enzimas fucoidanasas novedosas para la producciónde oligosacáridos bioactivos, con potenciales aplicaciones en industrias (farmacéutica,nutracéutica y cosmética), como así también en el sector agronómico en elcontrol de enfermedades en cultivos.