Estabilización molecular de una glucosa oxidasa de Aspergillus eucalypticola con actividad catalítica mejorada y...

Área de la Ciencia:

• Bioquímica; Ingeniería de Enzimas; Investigación Antimicrobiana

Sus antecedentes:

• La glucosa oxidasa (GOX) tiene potencial antimicrobiano pero sufre de inestabilidad y baja actividad. La estructura dimérica dependiente de FAD limita su capacidad antibacteriana. Se necesitan variantes de GOX mejoradas para estrategias antibacterianas enzimáticas efectivas.

Objetivo del estudio:

• Mejorar la termoestabilidad y la actividad catalítica de la glucosa oxidasa de Aspergillus eucalypticola (AeGOXL) mediante evolución dirigida. Investigar la base estructural de las propiedades enzimáticas mejoradas. Evaluar la eficacia antibacteriana de la variante de GOX modificada.

Principales métodos:

• Evolución dirigida de AeGOXL mediante mutagénesis aleatoria. Selección y caracterización de variantes termoestables (Q148K, H283Y, P514K). Análisis estructural y determinación de parámetros cinéticos (actividad específica, kcat/Km). Ensayos antibacterianos contra Staphylococcus aureus y Escherichia coli, incluida la determinación de IC50. Microscopía electrónica para visualizar el daño bacteriano.

Principales resultados:

• Una variante combinada (M1: Q148K/H283Y) mostró una termoestabilidad significativamente mejorada (T50 aumentada en 13 °C, Tm aumentada en 6.7 °C) y actividad catalítica (97% de actividad específica, aumento del 57% en kcat/Km). El análisis estructural reveló una mejora en los enlaces de hidrógeno y una mayor afinidad por el sustrato. M1 demostró una potente actividad antibacteriana, con valores de IC50 más bajos (21.3 mg/L para S. aureus, 17.4 mg/L para E. coli) en comparación con la GOX de tipo salvaje. La microscopía electrónica confirmó el daño en las células bacterianas inducido por M1.

Conclusiones:

• La glucosa oxidasa modificada (M1) exhibe una termoestabilidad y eficiencia catalítica superiores. La variante AeGOXL mejorada muestra un potencial significativo como agente antimicrobiano. Este estudio proporciona una base para el desarrollo de enfoques antibacterianos enzimáticos más suaves y ecológicos.