Caracterización bioquímica de una lipasa obtenida a partir de una metagenoteca de aguas termales

Abstract

[Resumen] Los microorganismos que habitan ambientes extremos como las aguas termales son de un elevado interés industrial, ya que sus enzimas son a priori termoestables, y por tanto presentan características favorables para su uso a nivel industrial. Para poder obtener dichas enzimas se recurre a la metagenómica, que aisla el ADN ambiental y lo expresa en un microorganismo modelo. Así se ha encontrado LIPD11, una enzima lipolítica descubierta por primera vez en una metagenoteca de aguas termales de Río Caldo, Lobios (Ourense), que se ha caracterizado bioquímicamente. En este trabajo hemos podido confirmar que se trata de una esterasa, ya que presenta especificidad hacia ácidos grasos de cadena menor de 10 átomos de carbono y su cinética enzimática se ajusta a la de Michaelis-Menten. Presenta un incremento de actividad en presencia de los surfactantes Tween 80, Tween 20 y Triton x100 así como en presencia de EDTA, mientras que disminuye su actividad en presencia de diferentes iones y distintos solventes orgánicos. Mantiene el 50% de su actividad tras una hora de incubación a 70ºC. Su temperatura óptima es de 60ºC y el pH óptimo de 8.5. El peso molecular calculado a partir de una electroforesis en gel de SDS-PAGE es de 32 kDa y parece no presentar glicosilaciones. La predicción de la estructura terciaria encaja con el plegamiento representativo de las enzimas de la familia α/β hidrolasas.

[Resumo] Os microorganismos que habitan ambientes extremos como as augas termais son dun elevado interese industrial, xa que as súas enzimas son termoestables a priori e, polo tanto, teñen características favorables para o uso industrial. Para obter estas enzimas, utilízase a metaxenómica, que aílla o ADN ambiental e expresao nun microorganismo modelo. Así atopouse a LIPD11, unha enzima lipolítica descuberta por primeira vez nunha metaxenoteca de augas termais do Río Caldo, Lobios (Ourense), que se caracterizou bioquímicamente. Neste traballo puidemos confirmar que se trata dunha esterasa, xa que presenta especificidade para ácidos graxos con menos de 10 átomos de carbono e a súa cinética enzimática axústase á de Michaelis-Menten. Presenta un aumento da actividade en presenza dos tensoactivos Tween 80, Tween 20 e Triton x100, así como na presenza de EDTA, mentres que a súa actividade diminúe na presenza de diferentes ións e diferentes disolventes orgánicos. Mantén o 50% da súa actividade despois dunha hora de incubación a 70ºC. A súa temperatura óptima é de 60° C e o pH óptimo de 8,5. O peso molecular calculado a partir dunha electroforesis en xel SDS-PAGE é de 32 kDa e non parece presentar glicosilacións. A predición da estrutura terciaria encaixa co plegamento representativo das enzimas da familia α / β hidrolasas.

[Abstract] Microorganisms that inhabit extreme environments such as thermal waters are of high industrial interest, since their enzymes are a priori thermostable, and therefore have favorable characteristics for industrial use. In order to obtain these enzymes, metagenomics is used, which isolates environmental DNA and expresses it in a model microorganism. This is how LIPD11, a lipolytic enzyme discovered for the first time in a hot spring metagenomic library from Río Caldo, Lobios (Ourense), was found and it has been characterized biochemically. In this work, we have been able to confirm that it is an esterase, since it presents specificity to fatty acids of less than 10 carbon atoms and its enzymatic kinetics is adjusted to a Michaelis-Menten. It presents an increase in activity in the presence of the surfactants Tween 80, Tween 20 and Tritone x100 as well as in the presence of EDTA, while its activity decreases in the presence of different ions and different organic solvents. It maintains more than 50% of its activity after one hour of incubation at 70ºC. Its optimum temperature is 60ºC and the optimal pH 8.5. The molecular weight calculated from SDS-PAGE gel electrophoresis is 32 kDa and does not appear to present glycosylations. The prediction of the tertiary structure fits well with the representative folding of the enzymes of the α / β hydrolases family.