CAZYmas bacterianas y su aplicación en el aprovechamiento de biomasa lignocelulósica

SILVINA GHIO; FLORENCIA PICCINNI; ORNELLA ONTAÑON; ELEONORA CAMPOS

Mar del Plata

Congreso; IV Congreso Argentino de Microbiología Agrícola y Ambiental (CAMAyA); 2018

Asociación Argentina de Mircobiología (división Microbiología Agrícola y Ambiental)

Para superar los desafíos de reducir las emisiones de gases de efecto invernadero, disminuir el uso de combustibles y productos químicos derivados de combustibles fósiles y avanzar hacia una bioeconomía más sostenible, necesitamos hacer frente a una serie de retos, incluyendo la producción de azúcares monoméricos a partir de biomasa y su transformación eficiente en combustibles y compuestos de valor agregado. En la actualidad, la conversión biológica de la biomasa vegetal en azúcares fermentables utilizando enzimas glicosilhidrolasas, celulasas y xilanasas, así como enzimas oxidativas y desramificantes, es la principal vía de despolimerización de materiales lignocelulósicos. El objetivo general de nuestro grupo es el estudio de los mecanismos bacterianos de hidrólisis de polisacáridos con el fin de desarrollar enzimas para aplicación industrial en la degradación de biomasa residual, especialmente para la obtención de bioetanol y xilo-oligosacáridos (XOS). A partir del estudio del secretoma de dos aislamientos bacterianos (hemi)celulolíticos de los géneros Cellulomonas sp y Paenibacillus sp., crecidos sobre sustratos de composición variada respecto del contenido de celulosa y hemicelulosa. Ambos géneros son positivos a la tinción de Gram, aeróbicos y mesófilos aunque tienen la capacidad de crecer en condiciones de anaerobiosis. Los genomas de ambas bacterias codifican para todo el repertorio de enzimas necesarias para la degradación integral de celulosa y hemicelulosa, sin embargo presentan diferencias respecto de las enzimas y proteínas auxiliares expresadas y secretadas en similares condiciones de cultivo. A su vez, la estructura de las enzimas presenta diferencias respecto de los módulos de unión a carbohidratos que se encuentran junto con los módulos catalíticos, en las proteínas multimodulares. Estos resultados sugieren distintos mecanismos para la utilización de polisacáridos complejos. A su vez, a partir de la identificación de las enzimas responsables de la actividad xilanolítica, hemos expresado de manera recombinante xilanasas, de las familias GH10 y GH11, caracterizamos su actividad enzimática y ensayamos su aplicación en un proceso de degradación de biomasa residual para obtención de bioetanol.