Identificación de celulasas y hemicelulasas en el genoma y el secretoma de un aislamiento nativo de Cellulomonas sp

PICCINNI, FLORENCIA; GHIO, SILVINA; ONTAÑON ORNELLA M.; MARÍNEZ CÁCERES A; TALIA, PAOLA; RIVAROLA MÁXIMO; CAMPOS, ELEONORA

Congreso; XXIII CONGRESO LATINOAMERICANO DE MICROBIOLOGÍA; 2016

Asociación Argentina de Microbiología

La lignocelulosa es el componente mayoritario de la biomasa vegetal. Está formada por celulosa embebida en una matriz de hemicelulosa ylignina. Los microorganismos celulolíticos secretan enzimas, llamadas celulasas, que les permiten su aprovechamiento como fuente de carbono.Las celulasas tienen aplicaciones en las industrias del papel, alimenticia, textil y en la producción de bioetanol. En ensayos previos, a partir de unaislamiento nativo de Cellulomonas sp., se optimizaron las condiciones para obtener actividades endo y exoglucanasa y xilanasa en elsobrendante de cultivo. A su vez, se detectó actividad beta‐glucosidasa en el extracto intracelular y actividad beta‐xilosidasa en ambasfracciones.El objetivo del presente trabajo es la caracterización del sistema de enzimas responsable de las actividades (hemi)celulolíticas observadas. Paraello se realizó la secuenciación y anotación del genoma completo del aislamiento Cellulomonas sp. B6 y el análisis de las proteínas secretadaspor zimografía y espectrometría de masas.El genoma fue secuenciado por la plataforma Illumina MiSeq. Se generaron 1.532.556 lecturas apareadas de aproximadamente 500 pb(cobertura: 83X), que fueron ensambladas en 279 contigs. El tamaño total de secuencia se estimó en 4 Mb y el contenido de GC fue de 75,1%,similar a lo reportado para cepas de referencia del género. El genoma fue depositado en la base de datos del NCBI y anotado mediante elalgoritmo Prokaryotic Genomes Automatic Annotation Pipeline y RAST. Se identificaron 3443 secuencias codificantes para proteínas, de lascuales 90 fueron identificadas como glicosilhidrolasas en base a su estructura, por análisis en la base de datos CAZy.Para identificar las enzimas responsables de la actividad (hemi) celulolítica de Cellulomonas sp. B6, se estudió el extracto proteicocorrespondiente al sobrenadante de cultivos en carboximetilcelulosa (CMC) y en residuo de cosecha de caña de azúcar (RAC). Por zimografía enxilano y CMC, se identificaron bandas de peso molecular estimado de 35, 50, 70 y 95 kDa con actividad CMCasa y bandas de 32, 45, 50, 55, 75,90 y 110 kDa con actividad xilanasa. La mayor cantidad de proteínas totales y el mayor número de bandas con actividad se obtuvieron en elextracto extracelular del cultivo en RAC. En base a esto, se analizaron por espectrometría de masas las bandas obtenidas. Se identificaron dosendoxilanasas de la familia GH10, una exoglucanasa de la familia GH48 y una quitinasa de la familia GH18. Otras proteínas que co‐migran conlas actividades CMCasa y/o xilanasa, se identificaron como proteínas de unión a sustrato de transportadores de azúcares ABC, una proteína condominio flagelina y proteínas hipotéticas.Estos resultados permiten concluir que el RAC es un sustrato inductor de secreción de xilanasas y celulasas. A su vez podemos inferir queademás de las glicosilhidrolasas, otras proteínas no caracterizadas podrían ser las responsables de la actividad de Cellulomonas sp. B6.