Caracterización de una feruloil esterasa de Lactobacillus johnsonii CRL1231 con capacidad hidrolítica sobre arabinoxilano de trigo

ABEIJON MUKDSI, MARIA CLAUDIA; PLAZA VINUESA, LAURA; MEDINA, ROXANA BEATRIZ; MUÑOZ, ROSARIO; DE LAS RIVAS, BLANCA

Madrid

Encuentro; 16° Reunión de la Red Española de Bacterias Lácticas; 2023

Red Española de Bacterias Lácticas

Introducción: Las feruloil esterasas (FE) son enzimas responsables de liberar ácidos hidroxicinámicos (AH), entre ellos el ácido ferúlico (AF), normalmente unidos por enlaces de tipo éster a polisacáridos de la pared vegetal, como por ejemplo el arabinoxilano del salvado de trigo. Los AH liberados ejercen numerosos efectos bioactivos en el huésped. Estudios previos han demostrado que la administración de L. johnsonii CRL1231, cepa con actividad FE, en un modelo murino de síndrome metabólico inducido por una dieta rica en grasa suplementada con salvado de trigo, aumentó la biodisponibilidad de AF a nivel intestinal y mostró efecto antioxidante, antinflamatorio, hipolipemiante e hipoglucemiante, mejorando biomarcadores de esta patología. Objetivo: Caracterizar la enzima Lj_5870 con posible actividad FE de L. johnsonii CRL1231 y evaluar su capacidad de hidrolizar arabinoxilano de trigo feruloilado.Métodos: El gen que codifica Lj_5870 (GenBank WP_004896505.1) se clonó en el vector pURI3-Cter. La proteína recombinante se hiperprodujo en Escherichia coli BL21 (DE3) y se purificó por cromatografía de afinidad. Su pureza se determinó por SDS-PAGE. Su especificidad de sustrato se determinó espectrofotométricamente frente a p-nitrofenil-ésteres de ácidos grasos y una librería de 43 ésteres comerciales. La actividad hidrolítica sobre sustratos modelo de actividad FE se determinó por HPLC. La caracterización físico-química se realizó empleando p-nitrofenil-butirato (pNP-C4). La actividad hidrolítica frente a arabinoxilano de trigo se determinó por incubación de la enzima en presencia y ausencia de xilanasa de Trichoderma viride y posterior detección del AF liberado por HPLC.Resultados: Lj_5870 (28 kDa) presentó mayor especificidad de sustrato frente a pNP-C4. De los 43 ésteres ensayados en la librería, la enzima mostró una mayor actividad hidrolítica frente a cumarato de metilo, siendo activa sobre los demás ésteres de AH (sinapato, ferulato y cafeato de metilo), lo cual fue confirmado por HPLC, evidenciando que es una FE. Lj_5870 presentó actividad óptima a 40°C y mostró una actividad residual del 40% tras 20 h de incubación a 55°C. Fue activa en un amplio intervalo de pH, presentando actividad óptima a pH 6,5. Algunos aditivos químicos actuaron como inhibidores de la enzima, mientras que ninguno como activador. La enzima fue capaz de liberar AF a partir de arabinoxilano de trigo. Esta actividad fue significativamente mayor cuando la enzima fue co-incubada con xilanasa, evidenciándose un efecto sinérgico.Conclusión: Se logró producir y caracterizar la FE Lj_5870 de L. johnsonii CRL1231, evidenciándose su capacidad de liberar AF a partir de un sustrato natural como el arabinoxilano de salvado de trigo. Esto indica que esta enzima podría estar relacionada con la mayor biodisponiblidad de AF y mejoras asociadas observadas en nuestro modelo murino de síndrome metabólico administrado con la cepa CRL1231 y una dieta grasa suplementada con salvado de trigo.