Descubren enzima de un hongo antártico con aplicación en biotecnología

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+ Se trata de una investigación apoyada por INACh con posibles usos en la Industria alimentaria.

La actividad y estabilidad de las enzimas está condicionada, entre otras variables,  a la temperatura. Dado que los organismos antárticos viven generalmente a bajas temperaturas, sus enzimas son excelentes modelos para estudiar la adaptación de estas proteínas al frío.

En este contexto y con el apoyo del Instituto Antártico Chileno (INACH), un equipo de científicos de la Universidad Austral de Chile (UACh) y de la Universidad de Santiago (USACH), purificó por primera vez una xilanasa (enzima de origen natural) proveniente de un hongo filamentoso aislado de la Antártica, en el marco de la investigación titulada “Una xilanasa de un hongo antártico como modelo de estudio de enzimas activas en frío”.

El equipo de trabajo fue integrado por la Dra. Mª Cristina Ravanal de la UACh; el Dr. Renato Chávez de la Universidad de Santiago de Chile (USACH) y por el Dr. (c) Carlos Gil, estudiante del Doctorado en Biotecnología de esa casa de estudios.

“Esta xilanasa presenta una muy baja termoestabilidad, siendo la más sensible a la temperatura descrita hasta ahora en un hongo filamentoso. Nuestros resultados, abren una nueva e interesante investigación sobre los posibles aspectos estructurales involucrados en la baja estabilidad térmica de esta enzima”, explica la Dra.  Mª Cristina Ravanal, académica del Instituto de Ciencia y Tecnología de los Alimentos (ICYTAL) de la Facultad de Ciencias Agrarias de la UACh.

Agrega que las xilanasas son enzimas que producen “muchos microorganismos para degradar un tipo de polisacárido (xilano) presente en maderas, plantas y algunas algas.  Las xilanasas -subraya- generan azúcares más simples que estos microorganismos pueden utilizar para alimentarse”,

Asimismo  el Dr. Chávez expresa que este estudio, “permitirá avanzar en el conocimiento general de cómo funcionan las enzimas activas en frío, ya que si bien, existen avances en esa área, aún no están claros los mecanismos subyacentes a su adaptación en frío”.

En tanto, para el Dr. (c) Gil uno de los mayores aportes de este hallazgo es “la alta actividad que presenta esta enzima a bajas temperaturas. Esta característica la hace muy atractiva para aplicaciones biotecnológicas, ya que, su uso disminuiría el gasto de energía y los tiempos de reacción de los procesos, haciéndolos más eficientes y limpios”.

Posibles usos en la Industria alimentaria

Como ya se dijo esta xilanasa  proveniente del hongo aislado en la Antártica tendría aplicaciones biotecnológicas: “estas enzimas pueden ser utilizadas en diferentes áreas, como por ejemplo, en la industria de alimentos para animales, específicamente para animales no rumiantes como pollo y cerdo, ya que permitan mejorar la digestibilidad de los nutrientes.”, explica la Profesora Ravanal.

Agrega que las xilanasas también son utilizadas en el proceso de clarificación de mostos y jugos de fruta junto con otras enzimas (pectinasas). Etapa que se realiza a baja temperatura, por lo cual el estudio de enzimas que puedan trabajar a esas temperaturas toma mayor interés.

De igual manera, sostiene que en la industria panadera contribuirían a acondicionar la masa antes del horneado, ya que mejora el volumen del pan.  También- afirma- que estas enzimas se utilizan en la extracción de almidón, café y aceites vegetales, facilitando estos procesos.

“En todas estas áreas se necesitan xilanasas con características específicas, por lo cual es importante  investigar y producir enzimas que tengan propiedades diferentes a las típicas estudiadas” subraya la académica de la UACh.

Aspectos relevantes de la investigación

En el artículo publicado, recientemente en la revista Fungal Biology, titulado “Heterologous expression, purification and characterization of a highly thermolabile endoxylanase from the Antarctic fungus Cladosporium sp.”, (Expresión heteróloga, purificación y caracterización de una endoxilanasa altamente termolábil del hongo antártico Cladosporium sp.)  cuyo primer autor es  el Dr. (c) Carlos Gil y los autores de correspondencia son el Dr. Renato Chávez y la Dra. Mª Cristina Ravanal se resume parte de los aportes de este trabajo desarrollado durante dos años.

Allí se indica que la temperatura es uno de los principales factores ambientales que afecta a los organismos vivos, incluyendo el funcionamiento de sus enzimas y por lo tanto de su metabolismo.

“Las enzimas activas en frío representan un campo de análisis esencial en la ciencia antártica, y desde el punto de vista de sus aplicación en  procesos industriales tiene buenas proyecciones. La Antártica nos provee de valioso material de estudio”, expresan los autores.

Agregan que en su laboratorio utilizaron como modelo de estudio una enzima denominada xilanasa, obtenida desde un hongo filamentoso del género Cladosporium sp., aislada de una esponja marina que vive en mar Antártico.

“Esta enzima  se secreta fuera de la célula, por lo tanto, ejerce su acción en el medio ambiente frío sin protección. La baja termoestabilidad es una de la características de esta xilanasa, esto porque las enzimas en ambientes fríos deben superar la barrera energética  que impone la baja temperatura para poder funcionar apropiadamente”, se destaca en la publicación.

 

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