Prospección y caracterización in silico de enzimas glicosíl hidrolasas hipertermoestables a partir de intestinos de termitas

FARACE, PABLO DANIEL; MARRERO DÍAZ DE VILLEGAS , RUBEN; TALIA, PAOLA

Congreso; 3er Congreso Latinoamericano de Ecología Microbiana; 2023

Universidad Nacional de Quilmes

La lignocelulosa representa la fuente de carbono renovable más abundante de la Tierra y entre susdegradadores más eficientes se encuentran las termitas. En los últimos años, la investigación sobresistemas lignocelulolíticos de insectos ha ganado atención debido a su aplicación potencial en laindustria de biocombustibles. La termoestabilidad es un factor esencial que considerar cuando se eligenbiocatalizadores y su predicción in silico representa un paso significativo en términos de costo y tiempoen la caracterización enzimática. En este trabajo, empleamos programas que utilizan el método demachine-learning para identificar glicosil hidrolasas termoestables de la familia GH5, identificadas en untrabajo previo de nuestro grupo a partir del análisis del microbioma intestinal de termitas nativas deArgentina. En primer lugar, las putativas enzimas GH5 identificadas con la base de datos CAZy fueron analizadas con el programa MCIC para predecir su termoestabilidad. Las propiedades fisicoquímicas(punto isoeléctrico, el grado de hidropatía, solubilidad y pH) se evaluaron utilizando los servidores webExpasy y SoluProt. Finalmente, un conjunto de candidatos potenciales fue seleccionado y, fueron objetode estudio para herramientas computacionales de biología estructural. Los modelos estructurales fueronpredichos empleando los servidores web I-TASSER y AlphaFold2. El pocket enzimático y los contactosinteractómicos se analizaron con los servidores web P2RANK y Arpeggio.A partir de la metodología descrita que utiliza principios de machine-learning seleccionamos 7 GH5 hipertermoestables, provenientes mayoritariamente de espiroquetas y organismos no cultivables. Elmodelado estructural reveló qué las enzimas presentan la estructura típica de barril TIM, con ochohélices ? y ocho láminas ?. Además, el índice alifático y la cantidad de contactos hidrofóbicos obtenidosfueron elevados en todos los casos, y reflejan un core hidrofóbico extenso y compacto, de acuerdo a losrasgos propios de las enzimas hipertermoestables. Asimismo, las candidatas predichas mostraron unahomología alta con enzimas hipertermoestables reportadas en el PDB. Este trabajo constituye un puntode partida en el hallazgo de nuevas enzimas lignocelulolíticas termoestables con el fin de utilizarlas en ladegradación de la biomasa, y a su vez, un camino de investigación prometedor desde el punto de vistaambiental, económico y sostenible.