Identificación de secuencias de enzimas que degradan fucoidanos en comunidades microbianas de sedimentos costeros de Bahía Ushuaia

GONZÁLEZ, J.A; LOZADA, M.; MUSUMECI, MATÍAS A.; DIONISI, H. M.

Puerto Madryn

Jornada; 7ma Jornadas de Becarios CENPAT; 2017

Espacio Becarios CENPAT

Las algas pardas son uno de los principales productores primarios en ecosistemas costeros. La biomasa muerta almacenada en sedimentos es degradada por bacterias heterótrofas, las cuales desempeñan un rol clave en el ciclo del carbono. Los fucoidanos son polisacáridos de la pared celular de las algas pardas y presentan múltiples actividades bioactivas, entre ellas antioxidante y antiviral. Fucoidanos de bajo peso molecular conservan la bioactividad, con mejor absorción y menor viscosidad, presentando un mejor potencial para aplicaciones biomédicas. El objetivo del trabajo es identificar secuencias codificantes para enzimas que hidrolizan enlaces internos de fucoidanos (fucoidanasas) a partir de una biblioteca metagenómica de sedimentos de Bahía Ushuaia, un ambiente con alta abundancia de algas pardas. Se construyeron perfiles ocultos de Markov para la búsqueda de secuencias fucoidanasas en el set de datos metagenómico, que contiene 7x105 secuencias codificantes. Las secuencias de referencia fueron fucoidanasas pertenecientes a dos familias: glucósido-hidrolasa 107 (GH107) y una familia aún no definida. El análisis basado en esta búsqueda resultó en la identificación de 7 y 59 secuencias putativas de fucoidanasas, respectivamente. Las secuencias identificadas relacionadas con la familia GH107 eran altamente divergentes respecto a fucoidanasas ya conocidas (9-40% de identidad) y presentaron en su contexto genómico secuencias relacionadas con el metabolismo de los fucoidanos, como sulfatasas o fucosidasas. La asignación taxonómica de los fragmentos metagenómicos sugiere que estos organismos podrían pertenecer a fila cuyas capacidades para metabolizar fucoidanos han sido poco caracterizadas. Cuatro secuencias de la familia GH107 están siendo expresadas en Escherichia coli para su posterior caracterización. El análisis de la estructura de los oligosacáridos resultantes servirá de base para evaluar sus aplicaciones en las industrias farmacéutica, nutracéutica y cosmética.