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Nuovi enzimi fungini a vantaggio del settore delle biotecnologie

Il materiale vegetale secco, noto anche con il termine di biomassa o lignocellulose, rappresenta la risorsa più diffusa sulla Terra per la produzione di biocarburanti. Gli enzimi utilizzati dai funghi per scomporre le lignocellulose fungono anche da biocatalizzatori industriali ecologici ed efficaci sotto il profilo dei costi.
Nuovi enzimi fungini a vantaggio del settore delle biotecnologie
Il progetto FUNBIO ("Fungi in white biotechnology: Expression of novel lignocellulose degrading enzymes"), finanziato dall'UE, è stato avviato allo scopo di studiare più da vicino gli enzimi in grado di degradare la lignocellulosa. I ricercatori hanno prodotto e caratterizzato nuovi enzimi fungini per la scissione delle lignocellulose, sviluppando tecniche di espressione di proteine ricombinanti per gli enzimi fungini dei funghi (basidiomicete).

Sono state impiegate come organismi modello varie specie di funghi del marciume bianco in grado di degradare la lignina. Il Physisporinus rivulosis, una specie fungina altamente selettiva, in grado di decomporre il legno di conifera, è stata impiegata per la conversione di trucioli di legno in carta nelle industrie di biomacerazione.

I ricercatori hanno quindi clonato e caratterizzato due enzimi resistenti al calore, chiamati laccasi. Il primo di essi, denominato Lac1, ha dimostrato di possedere importanti capacità in termini di attivazione termica destinata all'ossidazione di substrati fenolici, proprietà, questa, finora registrata solo in pochi esemplari di laccasi. I modelli strutturali di Lac1 e Lac2 presentavano differenze in termini di composizione di aminoacidi, probabilmente alla base delle proprietà catalitiche distinte degli enzimi. I ricercatori hanno scoperto che la produzione di lignina perossidasi, di manganese perossidasi e di laccasi subiva un aumento dovuto all'impiego del legno come fonte di carbonio per il P. Radiate.

L'Agaricus bisporus (fungo prataiolo o champignon) è il fungo commestibile più diffuso in commercio, che cresce rigoglioso sui rifiuti agricoli di lignocellulosa e sui rifiuti del suolo, in virtù della sua abilità a svilupparsi sulle foglie in decomposizione ricche di humus. I ricercatori del progetto FUNBIO hanno eseguito il sequenziamento del genoma dell'A. Bisporus, utilizzando modelli informatici per studiare gli enzimi coinvolti nella degradazione della lignina. Gli enzimi eme-tiolati-perossidasi utilizzati da questo tipo di fungo si distinguevano dai funghi in grado di degradare il legno e ciò spiega la loro capacità di scindere la lignina e i relativi metaboliti presenti nei rifiuti del suolo.

I partecipanti al progetto hanno inoltre studiato i bisogni nutrizionali per la produzione di enzimi e la crescita dei miceli in sei specie selvagge di funghi isolate geneticamente e appartenenti al genere Agaricus. I dati del trascrittoma, ottenuti dalle colture di compost derivanti dall'A. Bisporus, hanno rivelato l'importanza sia del manganese perossidasi sia dell'ossidasi multirame nel corso del processo di crescita sulle lignocellulose.

I lavori condotti nell'ambito dell'iniziativa FUNBIO avranno un importante impatto socioeconomico grazie al potenziamento della biotecnologia industriale in Europa. In aggiunta, il progetto ha contribuito all'istruzione e alla formazione dei biotecnologi del futuro, innalzando il profilo internazionale del gruppo di ricerca.

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