Expresión heteróloga y caracterización de enzimas fucoidanasas identificadas en comunidades microbianas de un ambiente marino extremo

PONCE NORA M.A.; MUSUMECI M.; STORTZ CARLOS A.; DIONISI H.M.; GONZALEZ JESSICA A.; LOZADA M.

Montevideo

Congreso; X Encuentro Latinoamericano y del Caribe de Biotecnología de Biotecnología agropecuaria y XII Simposio REDBIO Argentina; 2019

REDBIO

Los fucoidanos son polisacáridos bioactivos constituyentes de la pared celular de las algas pardas. Debido a su alto peso molecular y baja absorción, sus potenciales propiedades terapeúticas se ven limitadas. Las enzimas fucoidanasas resultan de gran interés biotecnológico dado que permiten obtener oligo-fucoidanos sulfatados de bajo peso molecular con propiedades bioactivas y estructura definida. En la Patagonia, fuentes importantes de fucoidanos son las especies Undaria pinnatifida y Macrocystis pyrifera debido a sus elevadas tasas de fotosíntesis y capacidad de alcanzar altas biomasas. El objetivo de este trabajo es prospectar y caracterizar fucoidanasas a partir de comunidades microbianas de sedimentos intermareales de Bahía Ushuaia, Tierra del Fuego, Argentina. A partir de un set de datos metagenómico con 700.000 secuencias codificantes, se identificaron 5 secuencias completas putativas de fucoidanasas. Estas secuencias compartieron bajos porcentajes de identidad con fucoidanasas conocidas (9 - 40 % a nivel de aminoácidos) y la asignación taxonómica sugeriría que la mayoría pertenece a bacterias del filo Planctomycetes, grupo frecuentemente asociado a algas pardas y con un rol clave en el ciclado del carbono. Se seleccionaron cuatro secuencias para su amplificación, clonado y expresión en Escherichia coli. Solo se obtuvo una alta producción de enzima soluble en condiciones de expresión a bajas temperaturas. La actividad de las enzimas purificadas fue evaluada mediante la técnica C-PAGE, utilizando como sustrato fucoidanos purificados de M. pyrifera. Una de las enzimas exhibió actividad en un amplio rango de temperaturas (entre 5 y 55°C) resultando óptimas temperaturas entre 25 y 45 °C. Por otro lado, la actividad se mantuvo en buffers con valores de pH entre 7.5 y 9. Serán realizados análisis estructurales de los oligosacáridos a los efectos de evaluar la especificidad de los enlaces hidrolizados. Este estudio permitirá contar con enzimas fucoidanasas novedosas para la producción de oligosacáridos bioactivos.