INMIBO ( EX - PROPLAME)   14614
INSTITUTO DE MICOLOGIA Y BOTANICA
Unidad Ejecutora - UE
congresos y reuniones científicas
Título:
Evaluación de la capacidad de una lacasa termoestable de Thermus sp. 2.9 para decolorar colorantes sintéticos: análisis del mecanismo de acción sobre compuestos azoicos
Autor/es:
LAURA LEVIN; ROMINA CARBALLO; LAURA NAVAS; MARCELO BERRETTA
Lugar:
Ciudad Autónoma de Buenos Aires
Reunión:
Congreso; XV Congreso Argentino de Microbiología; 2019
Institución organizadora:
Asociación Argentina de Microbiología
Resumen:
Introducción:Las lacasas son multicobre-oxidasas capaces de catalizar la oxidación de una variedad de sustratos acoplada a la reducción de oxígeno molecular a agua. En base a su especificidad por compuestos fenólicos, las lacasas pueden actuar sobre contaminantes presentes en aguas residuales, como por ejemplo colorantes sintéticos, y por lo tanto presentan potencial utilidad para el tratamiento de efluentes de la industria textil. En este sentido, las lacasas bacterianas han sido menos estudiadas que las enzimas de origen fúngico. Sin embargo, tienen actividad en un rango de pH más amplio y presentan mayor estabilidad en condiciones extremas. En trabajos previos del grupo se caracterizó la lacasa termoestable LAC_2.9, proveniente del aislamiento nativo Thermus sp. 2.9, expresada en forma recombinante en Escherichia coli. Objetivos:Determinar la capacidad de LAC_2.9 de decolorar diferentes tipos de tintes sintéticos y el efecto de dos mediadores redox en el proceso. Evaluar la estabilidad de la enzima a distintos pHs y su resistencia a metales pesados, frecuentemente presentes en efluentes textiles. Caracterizar preliminarmente los mecanismos intervinientes en la decoloración de dos tinturas azoicas.Materiales y MétodosSe analizó la capacidad decolorante de LAC_2.9 sobre los colorantes xilidina y naranja de metilo (azoicos), verde de malaquita y violeta de genciana (trifenilmetánicos) azul brillante de remazol R (RBBR; antraquinónico) e índigo carmín (indigoico). Las reacciones se llevaron a cabo a 60 ºC, en buffer Britton-Robinson, a tres pHs (5,0, 7,0 y 9,0), 1 mM CuSO4 y 0,075 unidades de LAC_2.9, en presencia (0,5 mM) o ausencia de los mediadores redox 1-hidroxibenzotriazol (HBT), y ácido p-hidroxibenzoico (pHBA). La actividad de decoloración de calculó en base a la disminución en la absorbancia, medida a 6h y 24h, a la λ max de absorción de cada colorante. El efecto de metales pesados (1, 10 y 100 mM) sobre la actividad de la enzima se calculó como % de la actividad relativa a una reacción control usando el sustrato estándar ABTS (2,2?-azino-di-[3-etilbenzotiazolina sulfonato]. Los productos de las reacciones de decoloración de los tintes azoicos xilidina y naranja de metilo se analizaron por electroforesis capilar y espectrometría de masa.ResultadosTodas las tinturas ensayadas fueron decoloradas con diferente grado de eficiencia, dependiendo del colorante y del pH de la reacción. En general, a pH 5 la presencia del mediador HBT aumentó la eficiencia catalítica. A pHs 7 y 9 el agregado de mediador no aumentó la decoloración. A pH 9 y con lacasa sola se obtuvieron valores de decoloración de 87% para xilidina, 54% para RBBR, 40% para violeta de genciana, y 33% para naranja de metilo, después de 24 hs. No se observó inhibición de la enzima en presencia de varios metales pesados a una concentración de 10 mM. Los picos distintivos del perfil electroforético de la xilidina presentaron una importante disminución después del tratamiento con lacasa. El perfil de la reacción con el agregado de HBT fue similar, no se observó un aumento de la degradación, lo cual se correlaciona con los porcentajes de decoloración obtenidos en ambas condiciones. El análisis de los espectros de masa confirmó estos resultados con la desaparición de las estructuras características del colorante y la aparición de dos productos de degradación después del tratamiento con la enzima con o sin HBT. En el caso del naranja de metilo, el tratamiento con lacasa produjo una variación del tiempo de retención del pico electroforético representativo del colorante (7 min), pero no se observaron nuevos picos correspondientes a productos de degradación. En cambio, en presencia de HBT se observó la aparición de un nuevo pico (6,5 min) junto con una disminución del pico de 7 min. Este mecanismo sugiere un mecanismo de decoloración diferente en presencia de HBT. Los espectros de masa aportaron evidencias en la misma dirección. El análisis de los espectros de masa confirmó estos resultados.ConclusiónLa capacidad decolorante de LAC_2.9 sobre distintos grupos de colorantes textiles y su estabilidad en las condiciones ensayadas revelan el potencial de esta enzima para su utilización en el tratamiento de efluentes textiles. La decoloración por parte de LAC_2.9 de dos colorantes mono-azoicos evidenció mecanismos diferentes: degradación del colorante sin requerimiento de mediador, en el caso de xilidina (que contiene un grupo ?OH fenólico vecino al grupo azo (-N=N-)), y degradación con presencia requerida de mediador, en el caso de naranja de metilo (no fenólico).