Caracterización de dos nuevas xilanasas GH10 termoestables identificadas a partir de microbioma intestinal de una especie de termita de Argentina

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

Santo Domingo

Congreso; XVIII Congreso Internacional de Investigación Científica (XVIII CIC- 2023); 2023

Ministerio de Educacion superior, ciencia y tecnología; Gobierno de la República Dominicana

Dado elconsorcio de microrganismos que se aloja en el intestino de termitas, éste esconsiderado uno de los sistemas naturales más eficientes en la degradación delignocelulosa. En un estudio previo del grupo de investigaciónse realizó un análisis de secuenciación del ADN total bacteriano por metagenómicashotgun del microbioma intestinal dedos especies de termitas argentinas (Cortaritermesfulviceps y Nasutitermes aquilinus).En este trabajo se seleccionaron dos genes candidatos implicados en ladegradación de la biomasa lignocelulósica, llamados Xyl10C y Xyl10E. Seamplificaron, clonaron y expresaron en sistemas heterólogos. Posteriormente sepurificaron y caracterizaron sus actividades enzimáticas. Se evaluó laactividad endo β-1,4-xilanasa para ambasenzimas, y la actividad β-glucanasa de Xyl10E utilizandocomo sustrato xilano de haya y β-glucano de cebada,respectivamente. Se determinaron las condiciones óptimas de pH, temperatura,termoestabilidad, halotolerancia, actividad frente a agentes químicos y sucinética. La actividad enzimática relativa se estimó mediante la concentraciónde los azúcares reductores usando el método ácido dinitrosalicílico (DNS). Asimismo,los productos de reacción utilizando xilano y xilooligosacáridos como sustratos,fueron estudiados mediante cromatografía de capa delgada (TLC). Ambas enzimas presentaronactividad endoβ-1,4-xilanasa. Xyl10C presentó actividad óptima a pH neutro (7) y50 °C mientras que Xyl10E en rango de pH (6-9) y temperatura (50°C-60°C). Lasenzimas xilanasas retuvieron más del 85% (Xyl10C) y 75% (Xyl10E) de actividad por8 h a 40°C. Además, Xyl10C reveló halotolerancia en presencia de NaCl, resistenciaa DMSO, CaCl2, MgCl2, NiCl2, MnSO4,ZnSO4, CuSO4 y Tween 40. Por otro lado, Xyl10E fue tolerantea DMSO y todos los agentes químicos mencionados anteriormente, excepto MnSO4.Asimismo, ambas enzimas fueron inhibidas por SDS y disminuida su actividad presenciade β-mercaptoetanol, Xyl10C (20%) y Xyl19E (50%). Xyl10E presentó actividad β-glucanasaóptima a pH neutro, con un rango de temperatura 20°C a 50°C. Xyl10C y Xyl10E fueroncapaces de hidrolizar la xilotetraosa (X4) generando xilosa (X), xilobiosa (X2),xilotriosa (X3). Cuando se utilizó xilopentaosa como sustrato, Xyl10C la hidrolizóa X2 y X3 y Xyl10E a X, X2, X3 y X4. Mediante análisis estructural sedeterminaron los aminoácidos que forman parte del sitio catalítico y secuantificaron los aminoácidos ácidos en las zonascatalíticas, siendo mayor en Xyl10C, esto se relaciona con la su capacidad halotolerante.Las propiedadesde estas enzimas las convierten en candidatas para diferentes industrias. Así, Xyl10E(bifuncional xilanasa/β-glucanasa) tiene potencial paraser utilizada en la industria papelera, alimentaria y textil; y Xyl10C bioetanollignocelulósico e industria pesquera.