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

BRUNO BARON CAMILA; MON MARIA LAURA; MARRERO DIAZ DE VILLEGAS RUBEN; TALIA PAOLA MONICA

La Plata

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

Sociedad Entomológica Argentina

Lastermitas se encuentran entre los degradadores de lignocelulosa más eficientesde la tierra y por esto se consideran un blanco ideal para la búsqueda deenzimas innovadoras. En un estudio previo del grupo de investigación se realizóun análisis de secuenciación del ADN total bacteriano por metagenómica shotgun del microbioma intestinal de dosespecies de termitas superiores argentinas con diferentes hábitos alimenticios,Cortaritermes fulviceps y Nasutitermes aquilinus. En este trabajo seseleccionaron dos genes candidatos implicados en la degradación de la biomasa lignocelulósica,llamados Xyl10C y Xyl10E. Se amplificaron, clonaron y expresaron en sistemasheterólogos. Posteriormente se purificaron y se caracterizaron sus actividadesenzimáticas. Para ello, se transformaron células E. coli Rossetta con el vector pET28b (+) conteniendo lasrespectivas secuencias con el fin de producir las enzimas. Se evaluó laactividad endo beta-1,4- xilanasa utilizando como sustrato xilano de Haya y sedeterminaron las condiciones óptimas de pH, temperatura, termoestabilidad,halotolerancia, actividad frente a agentes químicos y su cinética. La actividadenzimática relativa se estimó mediante la concentración de los azúcaresreductores resultantes de la acción de la enzima evaluada usando el método del ácidodinitrosalicílico (DNS), en donde el estándar corresponde a la xilosa a medir. Porotro lado, los productos de reacción utilizando xilano y xilooligosacáridoscomo sustratos, fueron estudiados mediante cromatografía de capa delgada (TLC).Como resultados, las enzimas evaluadas presentaron actividad endo beta 1, 4xilanasa. Xyl10C presentó actividad óptima a pH neutro (7) mientras que Xyl10Een rango de pH (6-9). Xyl10C presentó actividad óptima a 50 °C, mientras que Xyl10Epresentó máxima actividad en el rango de 50°C a 60°C. Las enzimas retuvieron másdel 85% (Xyl10C) y 75% (Xyl10E) de actividad por 8 h a 40°C. Las constantescinéticas fueron Km 5,721 mg/ml y Kcat 260,9 min-1(Xyl10C); Km 3,106mg/ml y Kcat 169 min-1 (Xyl10E). Además, Xyl10C evidencióhalotolerancia en presencia de NaCl, resistencia al solvente orgánico DMSO,iones metálicos (CaCl2,  MgCl2,NiCl2, MnSO4, ZnSO4, CuSO4), y al detergenteTween 40. Por otro lado, Xyl10E fue tolerante a DMSO y todos los agentes químicosmencionados anteriormente, excepto MnSO4. Asimismo, ambas enzimasfueron inhibidas por el detergente SDS y disminuida su actividad un 20% y 50%para Xyl10C y Xyl19E respectivamente en presencia del quelante β-mercaptoetanol.Xyl10C y Xyl10E  fueron capaces dehidrolizar la xilotetraosa (X4) generando xilosa (X), xilobiosa (X2), xilotriosa(X3). Cuando se utilizó xilopentaosa como sustrato, Xyl10C hidrolizó  a X2 y X3 y Xyl10E a X, X2, X3 y X4.Según la caracterización presentanun perfil óptimo para ser evaluadas en cóctel de enzimas con perspectivas deaplicar en la industria biotecnológica. Xyl10E considerando su rango de pH ytemperatura,podria ser de interés para la industria papelera. Mientras que deXyl10C presenta potencial para la producción de bioetanol y dada su halotoleranciapara la industria pesquera.