Identificación y caracterización de beta-galactosidasas a partir de muestras metagenómicas de lagunas de estabilización de PyMES lácteas

JOSÉ MATÍAS IRAZOQUI; MARÍA FLORENCIA EBERHARDT; ARIEL AMADIO

Mar del Plata

Congreso; IV Congreso Argentino de Microbiología Agrícola y Ambiental; 2018

Asociación Argentina de Microbiología

El lactosuero es el principal subproducto de la industria láctea. Contiene una gran parte de los nutrientes de la leche, incluyendo proteínas, minerales, vitaminas y lactosa. El lactosuero representa un problema ambiental de relevancia dado el gran volumen de producción y las altas DBO y DQO. Una alternativa para su aprovechamiento es producir productos de valor agregado mediante tratamientos fisicoquímicos o enzimáticos. Los galactoolisacáridos (GOS) contienen de dos a nueve moléculas de galactosa, unidas a una glucosa terminal por enlaces β(1-4). Esta reacción es catalizada por una familia de proteínas llamada β-galactosidasas. En el presente trabajo planteamos la búsqueda de β-galactosidasas a partir de muestras metagenómicas de lagunas de estabilización de dos pequeñas empresas  lácteas de la región centro de la provincia de Santa Fe. Brevemente, se estudiaron dos sistemas de lagunas de estabilización, ?CYC?, que cuenta con cuatro lagunas, y ?AUR?, que posee dos. Se tomó una muestra por cada laguna y se construyeron 6 bibliotecas para secuenciar por Whole Genome Shotgun. Las lecturas fueron ensambladas y los genes predichos a partir del ensamblado fueron comparados contra la base de datos de CAZy. Luego, se seleccionaron todos los hits correspondientes a las familias con actividad β-galactosidasa (GH1, GH2, GH35 y GH42), usando como umbral 70% de identidad y 70% de cobertura de secuencia. Estos fueron clasificados taxonómicamente utilizando el hit más cercano de BLAST contra la base de datos nr. En total se encontraron 198 genes candidatos para las familias GH1, GH2 y GH42. Para la familia GH35 no se encontró ningún candidato. Las secuencias se reparten entre siete phyla bacterianas, aunque la mayoría corresponde a Gammaproteobacteria. El número de candidatos por familia difiere significativamente, siendo GH1 la más numerosa con 131 genes candidatos, mientras que GH2 posee 59 y GH42 solo 8. De todas las secuencias identificadas, se seleccionaron 13 para su clonado y expresión en sistemas heterólogos, buscando la mayor diversidad posible, tanto taxonómica como de familia. En conclusión, a partir de muestras metagenómicas logramos identificar y caracterizar un grupo de β-galactosidasas. Su expresión en sistemas heterólogos, posterior purificación y reacción de hidrólisis permitirá evaluar su uso para el aprovechamiento del lactosuero en la obtención de productos de valor agregado, como los GOS.