Utilización de módulos de unión a carbohidratos de plantas en la obtención de mejores sustratos para la producción de biocombustibles.

GRISOLIA, M.J.; PERALTA, D.A.; GOMEZ-CASATI, D.F; BUSI, M.V.

Ciudad Autónoma de Buenos Aires

Encuentro; 1er ENCUENTRO REGIONAL DE INVESTIGADORES EN EL ÁREA DE BIOCOMBUSTIBLES DE 2da GENERACION; 2011

INTA – Ministerio de Agricultura, Ganadería y Pesca- Presidencia de la Nación – Embrapa Agroingeniería

El almidón es un componente central de la nutrición humana, aunque debido a una inminente crisis energética global, ha comenzado a ser tenido en cuenta como un recurso viable para la producción de biocombustibles. La capacidad de modificar el contenido de este polímero, o la proporción de sus componentes amilosa y amilopectina en plantas de interés comercial ha captado el interés de la comunidad científica. A diferencia de hongos y bacterias que solo existe una isoforma de la proteína encargada de la síntesis de glucógeno (glucógeno sintasa), en plantas existen distintas isoformas con actividades no redundantes. En nuestro laboratorio se ha caracterizado la almidón sintasa III (SSIII) de Arabidopsis thaliana encargada de la adición de unidades de glucosa al extremo no reductor de un glucano α(1,4) preexistente en los plástidos, y de la regulación de otras enzimas involucradas en el proceso como la enzima ramificante (BE). La SSIII está compuesta por tres dominios N-terminales de unión a almidón (SBD, por starch binding domains) dispuestos en tándem, una región conectora poco estructurada y un dominio catalítico (DC) C-terminal. Asimismo, la mayoría de las enzimas que degradan la pared celular vegetal también poseen módulos de unión a hidratos de carbono, importantes para su actividad catalítica. Debido a la capacidad de los SBD de la SSIII de unir polisacáridos diferentes a los de sus sustratos naturales (entre ellos, algunos polisacáridos componentes de la pared celular como xilanos, pectinas y celulosas), se decidió evaluar el efecto de los SBD sobre la pared celular in vivo. Para esto se transformaron plantas de Arabidopsis thaliana con un gen quimérico que contiene la región que codifica para el péptido tránsito de la proteína expansina 8 de A. thaliana (de localización en pared celular) fusionada al ADN codificante de los tres dominios SBD de la SSIII. Las líneas transgénicas obtenidas resultaron ser mejores plantas (índice de calidad de 11,11 vs. 5,98 de las tipo silvestre), presentaron un mayor contenido de almidón transiente (25%), una disminución de la cantidad de pared celular medida en cada órgano (desde un 65% en hoja a un 33% en tallo) y menores niveles de hemicelulosas (14%) y ligninas (30%), características deseables para la producción de biocombustibles de segunda generación (bioetanol).