Searching for Novel Thermostable β-galactosidases
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http://hdl.handle.net/2183/27649Coleccións
- Teses de doutoramento [2150]
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Searching for Novel Thermostable β-galactosidasesAutor(es)
Director(es)
Rodríguez-Belmonte, EstherGonzález-Siso, María-Isabel
Data
2021Resumo
[Abstract]
β-galactosidases are biotechnologically interesting enzymes for the hydrolysis of
lactose and GOS synthesis. The main objective of this work was to analyze the
microbial community structure and the functional potential of As Burgas hot spring,
focusing on the discovery of novel thermostable β-galactosidases in this thermal
ecosystem.
A novel thermostable β-galactosidase, named BWbg1, was discovered through
functional screening of a metagenomic library from As Burgas water. The high
thermal stability displayed by the enzyme, with an optimum temperature of 80 °C
and optimum pH close to the pH of milk, coupled with its high GOS yield production,
make BWbg1 a very suitable catalyst for the dairy industry.
Proteobacteria are the main inhabitants of As Burgas hot spring. The functional
analysis reveals the importance and correlation between carbon, nitrogen, sulfur,
and hydrogen cycles in As Burgas. From the two β-galactosidases found by sequence
annotation, only pTsbg showed hydrolytic activity towards ONPG, but was unable to
hydrolyze lactose.
The significant differences between As Burgas population and the nearby Muiño da
Veiga hot spring are mostly associated with their variability in the geochemical water
composition. Temperature and pH are two important factors shaping hot springs’
microbial community, as was determined by comparative analysis with other
thermal springs. [Resumen]
Las β-galactosidasas son enzimas biotecnológicamente interesantes para la hidrólisis
de lactosa y la síntesis de GOS. El objetivo principal de este trabajo fue analizar la
estructura de la comunidad microbiana y el potencial funcional de las aguas termales
de As Burgas, centrándose en el descubrimiento de nuevas β-galactosidasas
termoestables en este ecosistema termal. Mediante el cribado funcional de una metagenoteca construida a partir de agua de
As Burgas se ha descubierto una nueva β-galactosidasa termoestable, denominada
BWbg1. La alta estabilidad térmica que muestra la enzima, con una temperatura
óptima de 80 °C y un pH óptimo cercano al pH de la leche, junto con su alto
rendimiento en la producción de GOS, hacen de BWbg1 un catalizador muy
adecuado para la industria láctea.
Las proteobacterias son los principales habitantes de las aguas termales de As
Burgas. El análisis funcional revela la importancia y correlación entre los ciclos del
carbono, nitrógeno, azufre e hidrógeno en As Burgas. De las dos β-galactosidasas
detectadas por la anotación de secuencias, sólo pTsbg mostró actividad hidrolítica
frente a ONPG, pero fue incapaz de hidrolizar la lactosa.
Las diferencias significativas entre la población de As Burgas y la cercana fuente
termal de Muiño da Veiga, se asocian principalmente a su variabilidad en la
composición geoquímica del agua. La temperatura y el pH son dos factores
importantes que perfilan la comunidad microbiana de las aguas termales, como se
determinó mediante análisis comparativo con otras fuentes termales. [Resumo]
As β-galactosidasas son encimas biotecnolóxicamente interesantes para a hidrólise
da lactosa e a síntese de GOS. O principal obxectivo deste traballo foi analizar a
estrutura da comunidade microbiana e o potencial funcional das augas termais das
Burgas, centrándose no descubrimento de novas β-galactosidasas termoestables
neste ecosistema termal.
Mediante o cribado funcional dunha metaxenoteca de auga de As Burgas
descubriuse unha nova β-galactosidasa termoestable, chamada BWbg1. A alta
estabilidade térmica mostrada polo encima, cunha temperatura óptima de 80 °C e
un pH óptimo próximo ao pH do leite, xunto co seu alto rendemento na produción
de GOS, fan do BWbg1 un catalizador moi axeitado para a industria láctea. As proteobacterias son os principais habitantes das augas termais das Burgas. O
analise funcional revela a importancia e correlación entre os ciclos de carbono,
nitróxeno, xofre e hidróxeno nas Burgas. Das dúas β-galactosidasas detectadas por
anotación de secuencia de contigs, só pTsbg mostrou actividade hidrolítica contra
ONPG, pero non foi capaz de hidrolizar a lactosa.
As diferenzas significativas entre a poboación das Burgas e a fonte termal próxima
de Muíño da Veiga están asociadas principalmente á súa variabilidade na
composición xeoquímica da auga. A temperatura e o pH son dous factores
importantes que configuran a comunidade microbiana das augas termais, como se
determinou mediante análise comparativa con outras augas termais.
Palabras chave
Microorganismos termófilos
Lactasa
Enzimas-Aplicaciones industriales
Fuentes termales-Galicia
Lactasa
Enzimas-Aplicaciones industriales
Fuentes termales-Galicia
Descrición
Programa Oficial de Doutoramento en Bioloxía Celular e Molecular . 5004V01 Versión reducida
Dereitos
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