Expresión heteróloga y modelamiento estructural de nuevas LPMOs recombinantes degradadoras de biomasa lignocelulósica
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Date
2025-01-08
Authors
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Publisher
Universidad Católica de Santa María
Abstract
Las monooxigenasas líticas de polisacaráridos (LPMOs del inglés Lytic polysaccharide
monooxygenases) son enzimas fundamentales en la degradación de biomasa lignocelulósica, un
proceso crucial para la producción de biocombustibles de segunda generación y otros productos
de biorefinería. Considerando que los hongos filamentosos en la naturaleza producen una
amplia variedad de LPMOs, las cuales son clave en la degradación de material vegetal, este
estudio tiene como objetivo explorar nuevas LPMOs provenientes del hongo ascomiceto T.
terrestris. El enfoque principal de este estudio fue la expresión heteróloga y el modelamiento
estructural de las LPMOs recombinantes TtLPMO9K y TtLPMO9L, para dar a conocer nuevas
enzimas con potencial aplicación en procesos industriales, mejorando la eficiencia en la
despolimerización de celulosa, hemicelulosa y lignina. Se utilizó el vector pEXPYR para
insertar los genes de interés y A.nidulans como sistema hospedador para la expresión heteróloga
de las LPMOs. Ambas enzimas fueron expresadas exitosamente, logrando altos niveles de
secreción proteica, con rendimientos de 1,45 mg/ml para TtLPMO9K y 3,2 mg/ml para
TtLPMO9L. La actividad enzimática se verificó mediante un ensayo con 2,6 DMP, donde se
observó la formación del producto cromogénico coerulignona, evidenciando actividades
específicas de 23,4 ± 2 U/μg para TtLPMO9K y 32,8 ± 3,6 U/μg para TtLPMO9L.
Adicionalmente, mediante herramientas bioinformáticas se determinaron las características
moleculares y estructurales de cada proteína, como el coeficiente de extinción molar, peso
molecular, punto isoeléctrico, dominios, péptido señal, y regiones clave. El modelamiento
estructural se realizó con Alphafold y fue visualizado en ChimeraX, revelando diferencias
estructurales para cada proteína. TtLPMO9K presentó tanto el dominio de la proteína como un
módulo de unión al sustrato, mientras que TtLPMO9L mostró únicamente el dominio de la
proteína. Los resultados obtenidos contribuyen significativamente al avance y desarrollo de
aplicaciones para la desconstrucción de biomasa, abriendo nuevas oportunidades para la
producción industrial de biocombustibles y productos de valor agregado.
Description
Keywords
Modelamiento estructural