Desarrollo de complejos modulares y multifuncionales con actividad degradativa de celulosa

GOROJOVSKY, NATALIA; SANTOS JAVIER; CRAIG PATRICIO OLIVER; IGLESIAS RANDO MATÍAS R; ZYLBERMAN VANESA; GARRONE NICOLÁS; GOLDBAUM FERNANDO ALBERTO

Jornada; II Jornadas de Jóvenes Bionanocientíficxs; 2020

Jóvenes Bionanocientíficxs

La degradación enzimática de celulosa genera azucares que puede ser fermentados para producirbioetanol. Las enzimas utilizadas actualmente en este proceso son costosas y de baja eficiencia. Resulta económicamente relevante incrementar su actividad y estabilidad.Los celulosomas son complejos multienzimáticos que colocalizan diferentes enzimas celulolíticasy dominios de unión a celulosa, aumentando su actividad de degradación enzimática a través de efectos de proximidad y direccionamiento al sustrato. Sin embargo, la producción industrial de celulosomas naturales tiene serias limitaciones debido a las propiedades de su proteina de andamiaje. Nuestro objetivo es desarrollar celulosomas artificiales utilizando la estructura de un oligómero muy estable y de alta expresión en bacteria, como plataforma para la colocalización de un consorcio de enzimas celulolíticas. Para el ensamblado de estas partículas multienzimáticas utilizamos una estrategia de acople no covalente a través de péptidos heterodiméricos de alta afinidad. Un miembro del par se expresa fusionado a la proteina de andamiaje, complementariamente, el otro péptido se encuentra fusionado a cada enzima target.Clonamos y expresamos en Escherichia coli el dominio catalítico de una variedad de enzimas de diferentes microorganismos que incluyen: endoglucanasas, exoglucanasas, xilanasas, beta gluosidasas y dominios de unión a celulosa, fusionados al péptido de acople. Este péptido no altera la solubilidad de las proteinas target. Al menos un miembro de cada categoría funcional se expresa en forma soluble en cantidades significativas y ha sido purificado. Presentamos avances en su caracterización funcional. Hemos acoplado satisfactoriamente varias de las proteinas target a la plataforma oligomérica. De esta forma, produjimos complejos tanto mono como multi-funcionales que estamos caracterizando. Estos avances incitan a continuar el desarrollo de estos celulosomas artificiales. Es esperable que estos complejos favorezcan el incremento de la degradación enzimática de celulosa, reduciendo así los costos de producción de bioetanol.