Análisis de sistemas pectinolíticos bacterianos. Aislamiento y caracterización de las pectinasas PelA de

Abstract

La aplicación de enzimas en la industria constituye una de las aportaciones más recientes en las tecnologías de producción, debido a su elevada eficiencia catalítica, a que su uso no daña el medio ambiente y a su alta rentabilidad económica.<br/>En los últimos años ha aumentado de forma importante la aplicación de enzimas microbianos en la industria. La mayoría de estos enzimas son degradadores de polisacáridos de la pared celular vegetal, como celulosas, hemicelulosas y pectinas.<br/>La pectina es un polímero formado principalmente por cadenas de ácido galacturónico, parcialmente esterificado. Las pectinasas son las enzimas que degradan la pectina.<br/>El principal objetivo de la tesis fue caracterizar pectinasas con potencial aplicación industrial. Para ello, primero se realizó el análisis de los sistemas degradadores de pectina de las cepas bacterianas <i>Paenibacillus</i> sp. BP-23 y <i>Bacillus</i> sp. BP-7, aisladas previamente por el grupo de investigación a partir de suelo de arrozal del Delta del Ebro. <br/>El sistema pectinolítico de ambas cepas mostró una multiplicidad de bandas, motivo por el cual, se procedió a la clonación, purificación y caracterización de pectinasas a partir de las cepas analizadas y de <i>Bacillus subtilis</i> 168. Los estudios realizados indican que PelA de <i>Paenibacillus</i> sp. BP-23 e YvpA de <i>Bacillus subtilis</i> son enzimas nuevos, con características diferentes a las pectato liasas conocidas, que permiten identificar un subgrupo de enzimas dentro de las pectato liasas de la familia PL3. La inusual elevada actividad sobre pectina de los dos enzimas estudiados en este trabajo los hace buenos candidatos para aplicaciones biotecnológicas relacionadas con la degradación de pectina de sustratos naturales.<br/>En el contexto de la utilización creciente de enzimas en la industria se planteó la producción del más activo de ellos, la pectato liasa PelA, en cantidades elevadas para poder realizar ensayos de aplicación industrial, utilizando cepas huésped de <i>Bacillus subtilis</i>. Con este fin se construyeron vectores lanzadera que replican tanto en <i>Bacillus subtilis</i> como en <i>Escherichia coli</i>.<br/>Los resultados obtenidos en este trabajo suponen una aproximación a la tarea de sobreproducir pectato liasas, lo que ha permitido la identificación de problemas específicos de la expresión de los enzimas en estudio y posibilitarán la construcción futura de nuevas cepas recombinantes de productividad y rendimiento aumentado.<br/>

Pectins are linear polymers of alpha-D-galacturonic acid. They are found in the middle lamella and primary cell wall of plant tissues and they are degraded by pectinases.<br/>The aim of the thesis was the caracterization of pectinases with a potencial applications in the industry.<br/>Therefore, we analysed the petinolytic system of the bacterial strains <i>Paenibacillus</i> BP-23 and <i>Bacillus</i> BP-7, previously isolated from a rice field.<br/>The pectinolytic system of both strains a multiple glycanase system, some enzymes of which have been cloned and characterized.<br/><i>Paenibacillus</i> sp BP-23 PelA and <i>Bacillus subtilis</i> YvpA, belong to pectate lyases PL3 family, and show and unusual features among pectin and pectate lyases. For this reason, we constructed several shuttles which were used to overexpres PelA in <i>Bacillus subtilis</i>.