Evaluación de una lacasa termofílica recombinante en la degradación de biomasa lignocelulósica

LAURA NAVAS; DIANA ESTENOZ; GRACIELA B. BENINTENDE; MARIA EUGENIA TAVERNA; FERNANDO MARTINEZ; MARCELO F. BERRETTA; VERÓNICA VIVIANA NICOLAU; ELEONORA CAMPOS

Mar del Plata

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

Asociación Argentina de Microbiología

Existe una gran diversidad de enzimas con actividad sobre los principales componentes de la biomasa lignocelulósica que en la actualidad son objeto de intensa investigación para ser utilizadas en la producción de bioetanol de segunda generación. En los pretratamientos enzimáticos de dicha biomasa juegan un rol fundamental las lacasas, enzimas que degradan lignina, permitiendo mejorar el rendimiento de la sacarificación. Para dicha degradación, generalmente, se requiere la presencia de mediadores redox que actúan como transportadores de electrones entre la estructura de lignina y el sitio activo de la lacasa.En trabajos previos del grupo, se expresó en Escherichia coli una enzima lacasa termofílica (LAC_2.9) de un aislamiento bacteriano nativo, Thermus sp. 2.9. En este trabajo, se estudió la modificación de biomasa de Eucalyptus grandis luego del tratamiento con LAC_2.9. Las reacciones enzimáticas se realizaron a 60 °C en presencia y ausencia de dos mediadores redox: 1-hydroxybenzotriazole (HBT) y p-hydroxybenzoic acid (pHBA). Los cambios estructurales producidos en la biomasa se analizaron utilizando espectroscopía infrarroja con transformada de Fourier (FTIR) y termogravimetría (TGA) bajo atmósfera inerte.Los espectros FTIR de biomasa de E. grandis muestran que las señales correspondientes a los grupos aromáticos de la lignina (1514, 1595 cm-1) y a los grupos carbonilos de la hemicelulosa (1732 cm-1) disminuyeron en las muestras tratadas con lacasa y mediadores. Las señales correspondientes a la celulosa (1240, 1150, 1090, 1050, 1020 y 897cm-1) aumentaron ligeramente en muestras tratadas con LAC_2.9 sin mediadores, y más aún en muestras tratadas en presencia de mediadores. Los resultados del TGA correspondiente a la biomasa de E. grandis no tratada, muestran un 28% de residuo carbonoso ("char") y una pérdida de masa a 335 °C debido a la descomposición de la celulosa. El tratamiento enzimático produjo un leve aumento de la temperatura de descomposición de la celulosa, disminuyendo el char; lo cual es indicativo de la ruptura de la estructura aromática de la lignina. Estos efectos fueron más evidentes en muestras tratadas en presencia de ambos mediadores redox. Como conclusión, la enzima LAC_2.9 demostró actividad en la degradación de lignina de biomasa de E. grandis utilizando mediadores redox en la reacción. Estos resultados resultan promisorios para su evaluación en la degradación de biomasas de diferente origen en el proceso de obtención de bioetanol.