Estudio del dominio C y de la región C-terminal de la α-amilasa de Bacillus amyloliquefaciens JJC33M

Abstract

Las α-amilasas son enzimas que catalizan la hidrólisis de los enlaces glucosídicos α (1-4) o α (1-6) de la molécula del almidón, para generar principalmente productos como glucosa y maltosa. Las α-amilasas tienen aplicaciones en distintas industrias como la textil, alimentaria, limpieza, papelera y de biocombustibles. En trabajos anteriores se aisló de suelos cultivados con caña de azúcar la cepas Bacillus amyloliquefaciens JJC33M que produce una α-amilasa, AmiJ33 (50 kDa). Su análisis referente al peso molecular indicó que contiene un dominio A/B y uno C, sin embargo, en la secuencia de ADN genómico de B. amyloliquefaciens JJC33M se encontró un gen que codifica para una α-amilasa de 72 kDa. El análisis de la secuencia indicó que AmiJ33r está conformada por un péptido señal, una región de transición, un dominio A/B, un dominio C y una región extra, que contiene un dominio D y E. Un estudio preliminar indicó que la región extra del C-terminal tiene un efecto positivo en la termoestabilidad a 50 y 60°C, en la estabilidad a pHs alcalinos, pero efecto negativo en la eficiencia catalítica y en la actividad en almidón soluble (12 veces y 17 veces menores). Además, la presencia de la región C-terminal evitó la degradación del almidón nativo a pesar de contener una región putativa de unión a almidón (CBM26). En el presente trabajo se realizó la clonación de las siguientes versiones truncadas de la α amilasa de B. amyloliquefaciens JJC33M: AmiJ33-ABCD, AmiJ33-AB y el SBD. AmiJ33 ABCD sólo hidrolizó almidón gelatinizado, AmiJ33-AB y el SBD no presentaron actividad amilolítica. La eliminación del SBD afectó negativamente la estabilidad a pH y la termoestabilidad, como se había especulado, sin embargo, mejoró la eficiencia catalítica 2.3 veces y produjo glucosa, maltosa, maltotriosa y de manera interesante a maltotetraosa, un carbohidrato con actividad prebiótica. Por otro lado, el SBD se adsorbe a sólo el 10% y 17% en almidón nativo de papa y maíz, respectivamente. A partir de estos resultados se concluye que el SBD tiene efecto positivo en AmiJ33 al aumentar la especificidad del sustrato, incrementar la estabilidad a pH alcalinos así como la termoestabilidad de la enzima. Es posible que el dominio D evite la degradación del almidón nativo. Es necesario realizar experimentos para determinar la funcionalidad del SBD en la función catalítica de AmiJ33.