Estudio de nuevas xilanasas de Talaromyces amestolkiae : caracterización, conversión a glicosintasas y mejora de su producción mediante manipulación genética del hongo

Abstract

El xilano es el tipo de hemicelulosa más abundante en la naturaleza y uno de los componentes principales de la biomasa vegetal. Está formado por una cadena principal de D-xilopiranosas, unidas por enlace β-(1,4) O-glicosídico, y diferentes cadenas laterales que pueden contener α-L-arabinosa, ácido α-D-glucurónico, α-4-O-metil-D-glucurónico, ácido ferúlico o grupos acetilo. La hidrólisis del xilano ocurre mediante la acción sinérgica y coordinada de las xilanasas, enzimas pertenecientes a diferentes familias de glicosil hidrolasas (GHs) que actúan sobre enlaces glicosídicos entre dos carbohidratos o entre un carbohidrato y un aglicón. Dentro de las xilanasas, destacan las endoxilanasas, que hidrolizan los enlaces β-(1,4) del interior de la cadena principal del xilano, liberando xilooligosacáridos, y las β-xilosidasas, que completan el proceso de degradación hasta xilosa. Además de su capacidad hidrolítica, algunas GHs, son capaces de catalizar reacciones de transglicosilación, uniendo azúcares a distintas moléculas aceptoras. Los rendimientos de estas reacciones de síntesis son generalmente bajos, pero pueden incrementarse mediante el desarrollo de variantes glicosintasas y tioglicoligasas de estas enzimas...Xylan is the most abundant type of hemicellulose in nature and a major component of plant biomass. It consists of a backbone of D-xylopyranose units linked by β-(1,4) glycosidic bonds, substituted with various side chains including α-L-arabinose, α-D-glucuronic acid, α-4-O-methyl-D-glucuronic acid, ferulic acid and/or acetyl groups. Xylan hydrolysis is mediated by the synergistic and coordinated action of xylanases, enzymes belonging to different glycoside hydrolase (GH) families that cleave glycosidic bonds between two carbohydrates or between a carbohydrate and an aglycone. Among them, endoxylanases hydrolize internal β-(1,4) linkages within the xylan backbone, releasing xylooligosaccharides, while β-xylosidases complete the degradation process to xylose. Beyond their hydrolytic activity, some GHs can catalyze transglycosylation reactions, transferring sugars to different acceptor molecules. Although the yield of such synthetic reactions is generally low, it can be increased by engineering glycosynthase and thioglycoligase variants...