Clonado y expresión de una lacasa de Thermus sp. 2.9, con potencial aplicación en procesos de degradación de biomasa vegetal

LAURA E. NAVAS; ELIO M. ORTIZ; GRACIELA B. BENINTENDE; RUBÉN O. ZANDOMENI; MARIO SAPARRAT; MARCELO F. BERRETTA

Rosario, Santa Fe

Congreso; X Simposio Nacional de Biotecnología REDBIO 2015; 2015

Diversos microorganismos sintetizan una gran variedad de enzimas con actividad sobre loscomponentes estructurales de la pared celular vegetal (celulosa, hemicelulosa y lignina).Estas enzimas son objeto de investigación en la actualidad para el desarrollo de bioetanolcelulósico o de segunda generación. En particular, las lacasas, enzimas que catalizan ladegradación de lignina, son atractivas como agentes de pretratamiento en el proceso dehidrólisis enzimática de la biomasa vegetal, incrementando la accesibilidad de lospolisacáridos a las celulasas y hemicelulasas involucradas.Thermus sp. 2.9 es una bacteria termófila de crecimiento óptimo a 70°C, aislada por nuestrogrupo de trabajo de aguas termales de la provincia de Salta. En un estudio previo se llevó acabo la secuenciación y ensamblado del ADN de su genoma, lográndose identificar un gencodificante de una enzima extracelular con homología a lacasas. El estudio de esta enzimareviste gran interés dada la escasa información disponible sobre lacasas bacterianas enrelación a la de lacasas fúngicas, y por la mayor termoestabilidad que presentan las enzimasde microorganismos termófilos en general.En este trabajo se sobreexpresó la lacasa de Thermus sp. 2.9 en E. coli, clonando la regiónque codifica la enzima madura (después del clivaje del péptido señal involucrado en susecreción). Se obtuvo una proteína de 50 kDa, acorde al peso molecular esperado,distinguible del total de proteínas del homogenato bacteriano separadas por SDS-PAGE.La actividad enzimática de la proteína se detectó a través de la oxidación de ABTS (2,2´-azino-di-[3-etilbenzotiazolina sulfonato]), siendo máxima la actividad a 75°C. Estudios determoestabilidad permitieron determinar un 60% de actividad remanente luego de incubar laenzima durante 8 horas a 70°C.Este trabajo muestra que la expresión lograda del gen de la lacasa de Thermus sp. 2.9 en unmicroorganismo mesófilo produce una enzima con actividad a 70-75°C, que coincide con latemperatura óptima para el crecimiento de la bacteria de origen. Por lo tanto, esta enzima clonadarepresenta un candidato prometedor para el pretratamiento de la biomasa lignocelulósica durante elproceso de obtención de bioetanol.