Producción de dos lacasas termófilas recombinantes con aplicación en decoloración de colorantes sintéticos

LAURA E. NAVAS; LAURA LEVIN; MARCELO F. BERRETTA; FERNANDO MARTINEZ; ELEONORA CAMPOS; ELIANA MELIGNANI; GRACIELA B. BENINTENDE

Mar del plata

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

Asociación Argentina de Microbiología

Las lacasas son enzimas polifenol oxidasas de unión a cobre que catalizan la oxidación de una amplia gama de compuestos fenólicos. Poseen variadas aplicaciones industriales, entre ellas, el tratamiento de efluentes de la industria textil, que contienen colorantes sintéticos y pueden resultar tóxicos. El uso de lacasas capaces de degradar pigmentos de distinta naturaleza química es actualmente un área de intensa investigación. Además, por su resistencia a condiciones adversas, las enzimas provenientes de organismos extremófilos resultan de mayor atención. En trabajos previos identificamos genes con similitud a lacasas en el genoma de la bacteria termófila Geobacillus sp. T6, de crecimiento óptimo a 65 °C, aislada de aguas termales por nuestro grupo de trabajo.En este trabajo se evaluaron dos lacasas, LAC63 y LAC69, en ensayos de decoloración de tres colorantes de diferente estructura química: naranja de metilo (azoico), azul de bromofenol (trifenilmetánico) e índigo carmín (indigoico). Los genes fueron clonados y se estandarizaron las condiciones de expresión en Escherichia coli para obtener las enzimas recombinantes activas frente al sustrato ABTS. Las enzimas se purificaron y ensayaron con los colorantes a 65 °C.Del análisis de la secuencia aminoacídica puede predecirse que LAC63 presenta una organización estructural de 3 dominios mientras que LAC69 presenta sólo 2 dominios, los cuales alinean con alta similitud de secuencia, con los dominios 1 y 3 de LAC63. Se obtuvieron proteínas del peso molecular esperado (~59 y ~36 kDa para LAC63 y LAC69, respectivamente) en sus formas activas cuando se expresaron en presencia de cobre en el medio de cultivo. LAC63 se obtuvo en forma soluble, mientras que LAC69 mayormente en cuerpos de inclusión, posteriormente solubilizados. La mayor eficiencia en la decoloración se obtuvo con la enzima LAC69, degradando completamente el índigo carmín en una hora. Los porcentajes de decoloración del naranja de metilo y azul de bromofenol por la enzima LAC69 se encuentran en 60 y 35%, respectivamente, luego de 24 horas; y son levemente mayores que los obtenidos para LAC63.En conclusión, se dispone de dos lacasas termófilas con capacidad para decolorar colorantes de diferente estructura química con potencial para el tratamiento de efluentes textiles. La lacasa de dos dominios mostró mayor efectividad que la de tres, demostrando que las diferencias estructurales predichas conducen a diferencias en su actividad catalítica.