Caracterización bioinformática y funcional de una enzima bacteriana aislada del tracto digestivo de larvas de Diatraea saccharalis (Lepidoptera: Crambidae) para la degradación de la celulosa

Abstract

La celulosa es un polímero abundante y altamente resistente a la degradación. Su degradación a carbohidratos pequeños con alto valor comercial ha sido un reto complejo de abordar y las enzimas se presentan como una solución. Las celulasas son enzimas que catalizan la degradación de celulosa a glucosa, haciendo de esta cualidad hidrolítica una de particular demanda. La búsqueda de biocatalizadores aplicables al contexto científico e industrial ha conducido al hallazgo de cepas bacterianas nativas con potencial biotecnológico aprovechable. En este trabajo se llevó a cabo una caracterización bioinformática y funcional de dos celulasas aisladas de la cepa C1 de Microbacterium, recuperada del intestino del barrenador de la caña. Los métodos incluyeron el aislamiento y cultivo de la cepa en medio estándar, la obtención de extractos crudos del cultivo, así como de la proteína junto con su cinética enzimática, la identificación de los potenciales genes codificantes de la enzima, la caracterización in silico de sus propiedades fisicoquímicas y el modelamiento 3D de su estructura terciaria. Dos probables endoglucanasas de las familias GH5 y GH9 fueron identificadas en el genoma de la cepa C1, cuyo análisis de secuencias in silico corroboró la calidad de celulasa termófila y levemente acidófila de la enzima caracterizada experimentalmente. Características adicionales como el rápido alcance de su pico de actividad y su alta afinidad a la carboximetilcelulosa la hacen atractiva biotecnológicamente. La predicción in silico de su estructura terciaria permitió aportar evidencia a la asignación de estas probables enzimas a las familias de endoglucanasas GH5 y GH9. Estos resultados demuestran el potencial biotecnológico de la celulasa aislada de C1 y evidencian la ventaja de implementar aproximaciones experimentales e in silico para la caracterización de biocatalizadores derivados de bioprospección con el potencial de ser soluciones innovadoras en Colombia.