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Nuevas enzimas fúngicas para aplicaciones de biotecnología

El material vegetal seco, también conocido como biomasa o lignocelulosa, es el recurso más abundante en la Tierra para la producción de biocombustibles. Las enzimas fúngicas que degradan lignocelulosa también pueden ejercer como biocatalizadores industriales rentables y respetuosos con el medio ambiente.
Nuevas enzimas fúngicas para aplicaciones de biotecnología
El proyecto «Fungi in white biotechnology: Expression of novel lignocellulose degrading enzymes» (FUNBIO), financiado por la Unión Europea, se creó para conocer mejor las enzimas ligninolíticas. Los investigadores produjeron y caracterizaron nuevas enzimas fúngicas para degradar lignocelulosas y desarrollaron técnicas de expresión de proteínas recombinantes para enzimas de hongos basidiomicetos.

Se utilizaron diferentes especies de hongos de pudrición blanca ligninolíticos como organismos modelo. Se seleccionó el Physisporinus rivulosis, una especie de hongo altamente selectivo que descompone maderas blandas, para la conversión de astillas de madera en papel en la industria de la bioproducción de pasta.

Los investigadores clonaron y caracterizaron dos enzimas tolerantes al calor llamadas lacasas. La primera enzima, Lac1, mostró activación térmica para la oxidación de sustratos fenólicos, una capacidad que solo se había registrado previamente en unas pocas lacasas. Los modelos estructurales de Lac1 y Lac2 mostraron diferencias en la composición de aminoácidos que posiblemente explican las distintas propiedades catalíticas de las enzimas. Los investigadores descubrieron que la producción de lignina peroxidasa, manganeso peroxidasa y lacasa aumentó cuando se utilizó madera como fuente de carbono para P. Radiate.

El Agaricus bisporus (champiñón común) es el hongo comestible más disponible en el mercado. Este hongo es ideal para el cultivo sobre residuos de lignocelulosa agrícola y en la hojarasca del suelo, debido a su capacidad para crecer en humus rico en hojarasca. Los investigadores de FUNBIO secuenciaron el genoma de A. Bisporus y utilizaron modelos informáticos para estudiar las enzimas que participan en la degradación de la lignina. Las enzimas hemo-tiolato-peroxidasas empleadas por este hongo eran distintas de las utilizadas por los hongos que degradan la madera, lo que explica su capacidad para descomponer la lignina y los metabolitos asociados encontrados en la hojarasca del suelo.

Los socios del proyecto estudiaron también las necesidades nutricionales para la producción de enzimas y el crecimiento del micelio en seis especies silvestres aisladas genéticamente de setas del género Agaricus. Los datos sobre el transcriptoma obtenidos a partir de cultivos en compost de A. Bisporus revelaron la importancia tanto de las manganeso peroxidasas como de las oxidasas multicobre para el crecimiento sobre lignocelulosas.

El trabajo de FUNBIO tendrá un impacto socioeconómico importante al promover el desarrollo de la biotecnología industrial en Europa. Además, ha ayudado a formar y capacitar a los biotecnólogos del futuro y elevado el perfil internacional del grupo de investigación.

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