BIOPROSPECCIÓN Y CARACTERIZACIÓN DE ENZIMAS DEGRADADORAS DE LA PARED CELULAR VEGETAL DE PLANTAS EN EL MICROBIOMA INTESTINAL DE TERMITAS NATIVAS

ROMERO VICTORICA, MATÍAS; SORIA, MARCELO ABEL; BATISTA-GARCÍA, RAMÓN ALBERTO; CEJA-NAVARRO, JAVIER A.; MARTÍNEZ, LILIANA; ONTAÑON, ORNELLA; SILVINA, GHIO; QUINTERO GARCÍA, OMAR; ETCHEVERRY, CLARA; CAMPOS, ELEONORA; ARNEODO, JOEL; TALIA, PAOLA

Buenos Aires

Congreso; XV Congreso Argentino de Microbiología; 2019

Asociación Argentina de Microbiología

Introducción y Objetivos: La capacidad de las termitas para degradar la biomasa vegetal recalcitrante las convierte en un modelo biológico ideal para varias aplicaciones biotecnológicas: industrias alimentaria, papelera, textil, biocombustibles, etc. Las termitas albergan microorganismos en sus cavidades intestinales, los cuales expresan enzimas que tienen la capacidad, junto con enzimas endógenas, de degradar completamente biomasa lignocelulósica en azúcares monoméricos y otros productos químicos simples. El objetivo del trabajo es prospectar, seleccionar, clonar, expresar y caracterizar genes codificantes para enzimas involucradas en la degradación de la lignocelulosa a partir del ADN total de la microbiota intestinal de Cortaritermes fulviceps y Nasutitermes aquilinus.Materiales y Métodos: Individuos de termitas obreras de ambas especies fueron colectados en la provincia de Corrientes, Argentina. Los intestinos fueron disectados y agrupados, y se extrajo su ADN con un kit comercial. Las lecturas secuenciadas por Illumina HiSeq 2500 fueron ensambladas con el programa IDBA-UD. La anotación funcional se realizó con Prokka, y se utilizó dbCAN2 para la identificación de Enzimas Activas sobre Carbohidratos (CAZymes). Siete Glicosil Hidrolasas (GH) fueron seleccionadas (5 correspondientes a la familia GH10 y 2 a GH43), amplificadas y clonadas en pGEMT. Hasta el momento, dos de ellas (Xyl10E y Ara43B) fueron clonadas en pET28b, conteniendo un epítope 6xHis para su posterior purificación, expresadas en Escherichia coli y purificadas usando resina de níquel. La evaluación de la actividad xilanasa se realizó usando como sustrato xilano 0,5% y posterior cuantificación de los azúcares reductores mediante el método del ácido dinitrosalicílico y se establecieron los valores óptimos de pH y temperatura. Se realizó un modelado estructural por homología de la proteína Xyl10E usando el servidor I-TASSER.Resultados: A partir de la secuenciación del ADN total se obtuvieron 52 Gb de lecturas, las cuales fueron ensambladas en 86.012 y 72.572 contigs para C. fulviceps y N. aquilinus, respectivamente. Con dbCAN2 se identificaron en total 585 y 1967 secuencias putativas de CAZymes, correspondientes a 117 y 160 familias diferentes, en el microbioma de C. fulviceps y N. aquilinus, respectivamente. La proteína Xyl10E presentó 49% de identidad con una GH10 de una bacteria no cultivable mediante BLASTP. La proteína recombinante presentó un peso molecular de 49,2 kDa., confirmado por SDS-PAGE. Xyl10E presentó una actividad xilanasa específica de 231,3 UI/mg, con un rango óptimo de pH entre 6 y 9, y a una temperatura de 50°C. Xyl10E presentó un modelo típico de GH10, barril TIM (β/α)8, con residuos catalíticos E180 y E314 conservados, y un motivo WP que podría jugar un rol importante en la interacción con el ligando.