Exploración de las interacciones fasina-polihidroxialcanoato mediante ensayos de unión in vivo e in vitro

Área de la Ciencia:

• Biotecnología y Biología Sintética
• Ciencia e Ingeniería de Polímeros
• Fisiología Microbiana

Sus antecedentes:

• Los polihidroxialcanoatos (PHA) son poliésteres biodegradables producidos por bacterias.
• Las proteínas asociadas a gránulos (GAPs), en particular las fasinas, son cruciales para la formación y el metabolismo de los gránulos de PHA.
• Las fasinas se están explorando para la funcionalización de superficies de PHA en diversas aplicaciones biotecnológicas.

Objetivo del estudio:

• Investigar la afinidad de unión y la influencia de dos fasinas específicas, PhaP1 y PhaI, en la acumulación de PHA y la morfología de los gránulos.
• Evaluar estos efectos en cepas de ingeniería de Pseudomonas putida KT2440 que producen distintas composiciones de PHA (PHA de cadena corta [scl-PHA], PHA de cadena media [mcl-PHA] y PHA híbrido scl/mcl-PHA).
• Explorar el potencial de las fasinas como etiquetas de bioafinidad para la funcionalización selectiva de PHA.

Principales métodos:

• Expresión de proteínas de fusión fasina-msfGFP en cepas de Pseudomonas putida de ingeniería.
• Ensayos de unión de fluorescencia in vivo para monitorizar la unión de fasinas a la superficie.
• Microscopía y Cromatografía de Gases-Espectrometría de Masas (GC-MS) para el análisis de la acumulación de PHA.
• Microscopía Electrónica de Transmisión (TEM) para la evaluación de la morfología de los gránulos.
• Citometría de flujo para el análisis de afinidad diferencial de la superficie.

Principales resultados:

• La expresión de fasinas no alteró significativamente el rendimiento general de PHA (%PHA/CDW) pero influyó en las características de los gránulos.
• La expresión de PhaI en la cepa productora de mcl-PHA PP00_01 aumentó el número y la homogeneidad de los gránulos.
• La citometría de flujo reveló afinidades diferenciales de unión de fasinas a la superficie según el tipo de PHA, con preferencia de PhaP1 por scl-PHA y de PhaI por mcl-PHA.
• Las propiedades fisicoquímicas del PHA y el tipo de fasina influyen colectivamente en la fuerza de unión.

Conclusiones:

• Las fasinas desempeñan un doble papel en la modulación de la producción de PHA y en la habilitación de la funcionalización selectiva de los gránulos de PHA.
• Las preferencias de unión distintas de PhaP1 y PhaI para diferentes tipos de PHA resaltan su potencial como etiquetas de bioafinidad específicas.
• Este estudio apoya el uso de fasinas para la modificación superficial dirigida de gránulos de PHA en aplicaciones biotecnológicas como la inmovilización de enzimas y la administración de fármacos.