Síntesis de fibrillas in vitro por una síntesis de celulosa disuelta de Acetobacter xylinum

Área de la Ciencia:

• La bioquímica es la bioquímica.
• Microbiología Microbiología.
• Ciencia de los materiales Ciencia de los materiales.

Sus antecedentes:

• Acetobacter xylinum es un organismo modelo para el estudio de la biosíntesis de celulosa.
• La celulosa, un polímero de 1,4-beta-D-glucano, es un componente estructural importante de las paredes celulares de las plantas y las biofilms bacterianas.
• Comprender la síntesis in vitro de la celulosa puede proporcionar información sobre su formación in vivo.

Objetivo del estudio:

• Para caracterizar la síntesis in vitro de celulosa por una enzima solubilizada de Acetobacter xylinum.
• Investigar la morfología y propiedades de las fibrillas de celulosa sintetizadas.
• Para aclarar el papel de la sintetasa de celulosa en el ensamblaje de las microfibrillas de celulosa nativas.

Principales métodos:

• Digitonina-solubilización de la sintetasa de celulosa de Acetobacter xylinum.
• Síntesis enzimática in vitro de la celulosa mediante el uso de UDP- [3H] glucosa.
• Microscopía electrónica y difracción electrónica para la caracterización de las fibrillas.
• Ensayos bioquímicos que incluyen la unión a la cellobiohidrolasa con etiqueta dorada.

Principales resultados:

• La sintetasa de celulosa solubilizada con digitonina sintetizó activamente el polímero de 1,4-beta-D-glucano (celulosa) in vitro.
• La microscopía electrónica reveló un rápido ensamblaje de pequeñas fibrillas (17 +/- 2 angstroms de diámetro).
• Las fibrillas sintetizadas incorporaron tritio, cellobiohidrolasa unida y exhibieron patrones característicos de difracción de electrones de celulosa.

Conclusiones:

• La enzima solubilizada produce una estructura fibrillar básica de celulosa in vitro.
• El pequeño tamaño de las fibrillas es atípico de las microfibrillas nativas, lo que sugiere que el ensamblaje in vivo implica interacciones laterales.
• Este sistema in vitro ofrece un modelo para estudiar las etapas iniciales de la formación de microfibras de celulosa.