Evaluación de enzimas celulolíticas y hemicelulolíticas provenientes del tracto digestivos de insectos nativos de Argentina

FELICE, F; SALVADOR, R.; BEN GUERRERO, E.; GODOY, M. C.; CAMPOS, E.; ARNEODO, J. D.; TALIA, P.

Tucumán

Simposio; X Simposio Nacional de Biotecnología REDBIO Argentina; 2015

Los biocombustibles de segunda generación se producen a partir de biomasa lignocelulósica. El gran interés en la producción de éste este tipo de biocombustibles proviene de la amplia disponibilidad y relativo bajo costo de estos materiales y de su gran potencial. Además, el abuso de los combustibles fósiles está provocando la reducción de las reservas del crudo y la contaminación del medioambiente.Un amplio número de invertebrados tienen la capacidad de degradar celulosa. Las termitas (IsópteraIsoptera) y las larvas de polillas (LepidópteraLepidoptera) utilizan sus enzimas endógenas y producidas por sus endosimbiontes para llevar a cabo esta labor. En este trabajo se evaluó la capacidad de degradar celulosa de los Isópteros Nasutitermes aquilinus y Cortaritermes fulviceps y de los lepidópteros Spodoptera frugiperda, Rachiplusia nuyEpinotia aporema.El objetivo fue evaluar la actividad celulolítica y hemicelulolítica de enzimas endógenas y en bacterias endosimbiontes del intestino y cabeza de insectos nativos de Argentina.Los insectos fueron esterilizados superficialmente con alcohol 70%, posteriormente, se diseccionó la cabeza y se extrajo el intestino completo. Cada sección fue colocada por separada en un tubo eppendorf con 0,5 ml conagua bidestilada. El contenido fue macerado y centrifugado. Los sobrenadantes de extractos de intestinos (Ei) y homogenatos de cabeza (Hc), fueron evaluados en ensayos posteriores.Se evaluó la actividad Endoglucanasa (EG), xilanasa (XI) y β-glucosidasa (Bglu) de los Ei y losHc de cada insecto, mediante ensayos cualitativos y cuantitativos. Para la evaluación cualitativa se sembraron10 µl de los extractos en placas de medio mínimo (MM) sólido suplementados con 1% carboximetilcelulosa (CMC) y 0,01% Trypan Blue, 1% xilano o 0,001%4-Methylumbelliferyl-D-glucopyranoside (MUG) y se incubaron entre 24 y 72 horas a 37 °C, hasta la aparición de un halo de degradación en el caso de las placas conteniendo Trypan Blue. Asimismo, las placas fueron reveladas con Rojo Congo. La cuantificación se realizó mediante la técnica del ácido 3,5 dinitrosalicílico (DNS) para la medición de las actividades EG y XI y del paranitrofenyl-β-D-glucopyranoside (pNPG) para la actividad Bglu.La mayor actividad EG fue observada en los Ei deN. aquilinus y C. fulviceps(9,552 ± 0,196 UI/g y 16,466 ± 2,693 UI/g, respectivamente). Por otra parte, la mayor actividad XI fue observada en los Ei de las especiesS. frugiperda y N. aquilinus (1,199 ± 0,310 UI/g y 1,509 ± 0,147). Finalmente, los valores más altos de actividad Bglu fueron alcanzados en los Ei de S. frugiperday E. aporema(0,994 ± 0,076 UI/g 0,466 ± 0,071 UI/g).Con el propósito de determinar el tamaño molecular relativo de las proteínas con actividad endoglucanasa se realizaron zimogramas, utilizando CMC como sustrato, a partir de EI y cabezas de S. frugiperda, C. fulviceps, y N. aquilinus. Se identificaron varias bandas de proteínas con actividad endoglucanasa en C. fulviceps y N. aquilinus en ambas secciones.La evaluación de los Ei y de los Hc demostró que los insectos estudiados poseen enzimas capaces de degradar celulosa y hemicelulosa. Estas enzimas podrían ser una herramienta muy importante en la degradación de lignocelulosa a componentes fermentables utilizados en la producción de bioetanol.