Prospección de secuencias de enzimas fucoidanasas en sedimentos costeros de un ambiente subpolar

LOZADA, MARIANA; MUSUMECI, MATIAS; GONZALEZ JESSICA ALEJANDRA; DIONISI HEBE

Mar del Plata

Congreso; IV Congreso Argentino de Microbiología (CAMAyA); 2018

Sociedaed Argentina de Microbiología

Las enzimas fucoidanasas resultan de gran interés biotecnológico, dado que permiten obtener fuco-oligosacáridos bioactivos a partir de fucoidanos, polisacáridos sulfatados ricos en fucosa presentes en la pared celular de las algas pardas. Por su bajo peso molecular, los fuco-oligosacáridos presentan una menor viscosidad y mayor absorción que los biopolímeros, facilitando su uso en productos nutracéuticos, cosmecéuticos o farmacológicos. Estas enzimas se encuentran representadas en dos grupos, glicósido hidrolasas de la familia CAZy GH107 y endofucoidano liasas (EFLs), con sólo 8 y 2 secuencias reportadas, respectivamente. El objetivo de este trabajo fue prospectar secuencias que codifiquen para ambos grupos de enzimas en 2 sets de datos metagenómicos de sedimentos costeros de Bahía Ushuaia, Tierra del Fuego, Argentina: una biblioteca metagenómica de sedimentos intermareales secuenciada (7 x 105 secuencias codificantes, CDS), y 6 muestras de sedimentos submareales secuenciadas al azar sin previo clonado (2 x 106 CDS). Las secuencias de referencia y secuencias identificadas por homología a partir de bases de datos públicas (JGI-IMG y UniProtKB) fueron utilizadas para construir perfiles ocultos de Markov (HMMs) para cada grupo, los cuales fueron utilizados para identificar secuencias homólogas en los dos sets de datos. Se identificaron 8 secuencias relacionadas con la familia GH107 con las cuales compartían 8-40% identidad a nivel de aminoácidos, y 4 de ellas están siendo expresadas en Escherichia coli para su purificación y caracterización. El contexto genómico de las fucoidanasas putativas identificadas, reveló la presencia de otras secuencias relacionadas con la degradación de fucoidanos, tales como sulfatasas y fucosidasas, aportando evidencia adicional de su posible función. El 50% de los scaffolds fueron asignados al phylum Planctomycetes, grupo a partir del cual aún no se han reportado enzimas fucoidanasas. Además, se identificó 1 secuencia parcial con el HMM de EFLs, que compartía 27-28% de identidad en sus aminoácidos con las 2 secuencias conocidas. La secuencia metagenómica contenía un segundo dominio con posible actividad alginato liasa, lo cual sugiere que podría codificar para una enzima bifuncional capaz de depolimerizar dos polisacáridos de la pared de las algas pardas. Como resultado de este estudio, se contará con enzimas fucoidanasas novedosas para la obtención de oligosacáridos con potenciales aplicaciones biomédicas.