Caracterización de potenciales endo-1,4-beta-xilanasas obtenidas a partir de microbioma intestinal de una especie de termita argentina Nasutitermes aquilinus

BRUNO BARÓN; MON, MARÍA LAURA; MARRERO DÍAZ DE VILLEGAS, RUBÉN; TALIA, PAOLA M.

La Plata

Congreso; XI Congreso Argentino y XII Congreso Latinoamericano de Entomología; 2022

Sociedad Entomológica Argentina

Las termitas se encuentran entre los degradadores de lignocelulosa más eficientes de la tierra y por esto se consideran un blanco ideal para la búsqueda de enzimas innovadoras. En un estudio previo del grupo de investigación se realizó un análisis de secuenciación del ADN total bacteriano por metagenómica shotgun del microbioma intestinal de dos especies de termitas superiores argentinas (Cortaritermes fulviceps y Nasutitermes aquilinus). En este trabajo se seleccionaron dos genes candidatos implicados en la degradación de la biomasa lignocelulósica, llamados Xyl10C y Xyl10E. Se amplificaron, clonaron y expresaron en sistemas heterólogos. Posteriormente se purificaron y caracterizaron sus actividades enzimáticas. Se evaluó la actividad endo beta-1,4- xilanasa utilizando como sustrato xilano de Haya y se determinaron las condiciones óptimas de pH, temperatura, termoestabilidad, halotolerancia, actividad frente a agentes químicos y su cinética. La actividad enzimática relativa se estimó mediante la concentración de los azúcares reductores usando el método del ácido dinitrosalicílico (DNS). Por otro lado, los productos de reacción utilizando xilano y xilooligosacáridos como sustratos, fueron estudiados mediante cromatografía de capa delgada (TLC). Ambas enzimas presentaron actividad endo beta 1, 4 xilanasa. Xyl10C presentó actividad óptima a pH neutro (7) y 50 °C mientras que Xyl10E en rango de pH temperatura (6-9) y (50°C-60°C). Las enzimas retuvieron más del 85% (Xyl10C) y 75% (Xyl10E) de actividad por 8 h a 40°C. Además, Xyl10C reveló halotolerancia en presencia de NaCl, resistencia a DMSO, CaCl2, MgCl2, NiCl2, MnSO4, ZnSO4, CuSO4 y Tween 40. Por otro lado, Xyl10E fue tolerante a DMSO y todos los agentes químicos mencionados anteriormente, excepto MnSO4. Asimismo, ambas enzimas fueron inhibidas por SDS y disminuida su actividad presencia de β-mercaptoetanol, Xyl10C (20%) y Xyl19E (50%). Xyl10C y Xyl10E fueron capaces de hidrolizar la xilotetraosa (X4) generando xilosa (X), xilobiosa (X2), xilotriosa (X3). Cuando se utilizó xilopentaosa como sustrato, Xyl10C la hidrolizó a X2 y X3 y Xyl10E a X, X2, X3 y X4. En paralelo, la estructura molecular de ambas enzimas fue modelada computacionalmente para estudiar entre otros los rasgos moleculares que posibilitan la halotolerancia diferencial observada.Según la caracterización presentan un perfil óptimo para ser evaluadas en cóctel de enzimas con perspectivas de aplicar en la industria biotecnológica. Xyl10E considerando su rango de pH y temperatura podría ser de interés para la industria papelera. Mientras que de Xyl10C presenta potencial para la producción de bioetanol 2G y dada su halotolerancia para la industria pesquera.