Caracterización de BpLPMO10 de Bacillus paralicheniformis: Un LPMO AA10 bifuncional con actividad preferente de la quitina y una fuerte sinergia con las exoenzimas

Área de la Ciencia:

• Bioquímica y biotecnología
• Enzimología
• Conversión de la biomasa

Sus antecedentes:

• Las monooxigenasas de polisacáridos líticos (LPMOs) son cruciales para la degradación de los polisacáridos recalcitrantes como la celulosa y la quitina.
• La familia AA10 de LPMOs juega un papel importante en este proceso.
• La comprensión de las funciones específicas de los LPMO es clave para optimizar la conversión enzimática de la biomasa.

Objetivo del estudio:

• Caracterizar la enzima BpLPMO10 de Bacillus paralicheniformis.
• Para determinar las condiciones óptimas de reacción y las especificidades del sustrato de BpLPMO10.
• Investigar el potencial sinérgico de BpLPMO10 con otras enzimas para mejorar la degradación de los polisacáridos.

Principales métodos:

• La clonación genética y la expresión de BpLPMO10 en Escherichia coli.
• Ensayos de actividad enzimática (ensayo 2,6-DMP) para determinar las condiciones óptimas (pH, temperatura, donante de electrones).
• Estudios de unión al sustrato, análisis espectroscópicos (FTIR, SEM, XRD), espectrometría de masas (MALDI-TOF MS) y simulaciones de dinámica molecular.

Principales resultados:

• Las condiciones óptimas para BpLPMO10 fueron pH 8,0, 30°C, con ácido ascórbico.
• BpLPMO10 mostró afinidad por la β-quitina, la quitina coloidal, PASC y MCC, pero no por la α-quitina.
• Se ha demostrado la escisión oxidativa del tipo C1 de las regiones cristalinas en la β-quitina y el MCC.
• Se logró una sinergia sin precedentes del 82-84% con las exoquitinasas en la β-quitina.
• La incorporación de celulosa aumentó el rendimiento de azúcares reductores de PASC (13%) y MCC (36%).
• Las simulaciones de dinámica molecular indicaron una unión más fuerte a la quitohexaosa que a la cellohexaosa.

Conclusiones:

• BpLPMO10 es un LPMO de doble actividad altamente eficiente con capacidades sinérgicas significativas, particularmente en la β-quitina.
• La enzima degrada eficazmente los polisacáridos cristalinos, alterando su estructura.
• Los hallazgos apoyan el avance de las estrategias enzimáticas para la conversión eficiente de la biomasa.