La ricerca di nuovi enzimi termostabili
I microrganismi termofili sono oggetto di intense ricerche. Gli enzimi termostabili trovati in batteri termofili sono prodotti in modo ricombinante e utilizzati sia nell’industria sia nella biotecnologia. Ad esempio, si utilizza l’enzima termostabile Taq-polimerasi nella reazione della catena della polimerasi, uno strumento molto sensibile e diffuso per l’analisi genetica. La ricerca di nuovi enzimi termostabili prosegue. Il progetto EXGENOMES (“Exgenome Molecular Enzymes”) intendeva sviluppare enzimi nuovi e migliorati, da utilizzare nella sintesi del DNA su larga scala. La fonte mirata dei nuovi enzimi è consistita in elementi genetici mobili autoreplicanti (fagi, plasmidi e trasposoni) ricavati da batteri termofili. Oltre all’utilizzo di database genetici esistenti in relazione a batteri termofili e fagi, è stato ottenuto e poi sequenziato nuovo materiale genetico raccolto da sorgenti termali in Islanda. Sono stati selezionati, clonati ed espressi i geni candidati. Gli enzimi prodotti sono stati purificati, caratterizzati e testati. In totale sono stati selezionati per la clonazione e l’espressione 39 nuovi enzimi, di cui 23 sono stati prodotti e purificati per la valutazione dell’attività. Sono stati rappresentati otto tipi di enzimi termostabili, come DNA polimerasi, protelomerasi, lisozimi, elicasi, RNAsi, Rec A, primasi e proteina legante il DNA (SSB) a singolo filamento. Dopo la valutazione dell’attività, sono stati ulteriormente purificati e caratterizzati 14 enzimi e, infine, sono stati sviluppati 6 enzimi in prodotti commerciali. Si tratta di Lisozima LysT da fago Thermus Pro2631, Lisozima Lys2119 da fago Thermus Ph2119, Ricombinasi RecA da fago Thermus T72, Ricombinasi RadA da Pyrococcus woesei, Polimerasi Pol72 DNA da Thermus islandicus e SSB M2 da metagenoma. Inoltre, due nuove protelomerasi, ovvero TelA e TelK, sono state clonate, espresse, purificate e utilizzate per esperimenti nella formazione di nuovi costrutti di DNA vaccini. I nuovi enzimi sono stati illustrati in sei pubblicazioni scientifiche, mentre sono stati depositati due brevetti. Lo sviluppo di nuovi enzimi termostabili destinati ad applicazioni commerciali si profila proficuo per le imprese di minori dimensioni impegnate nel progetto. Potenzia inoltre la competitività dell’UE nel settore delle biotecnologie inerenti ad applicazioni nelle industrie dell’assistenza sanitaria e farmaceutica.
Parole chiave
Enzimi termostabili, enzimi, biotecnologia, termofilo, enzimi molecolari
