Enzimas xilanolíticas provenientes de microorganismos termófilos para aplicaciones industriales.

Abstract

La pared celular vegetal está compuesta principalmente por celulosa, lignina y hemicelulosas. Las hemicelulosas son heteropolisacáridos que se encuentran en la interfaz celulosa-lignina, siendo el xilano la más abundante de ellas. Éste se degrada en la naturaleza principalmente por la acción de las enzimas endo-1,4-β-D-xilanasas (EC 3.2.1.8), las cuales rompen los enlaces β-1,4-glicosídicosentre las unidades de D xilosa, mediante dos mecanismos de acción de retención o inversión de la configuración del carbono anomérico. Las endo-1,4-β-D-xilanasas son enzimas que se clasifican dentro de la familia de las glucohidrolasas (GH), destacando aquí las familias GH10 y GH11, ya que son las enzimas que presentan una mayor especificidad sobre el sustrato (xilano) y tienen una mayor actividad catalítica. Estas enzimas tienen aplicaciones en varias industrias, como por ejemplo, alimentos y bebidas, detergentes, textil, biocombustibles y pulpa y papel. Pero para poder ser eficientes en estas industrias las xilanasas deben ser capaces de resistir condiciones extremas de temperatura y pH, y es aquí donde encontrar xilanasas provenientes de microorganismos termófilos es fundamental. La importancia de las enzimas termoestables radica en que pueden aumentar la solubilidad del sustrato y del producto, reducen los tiempos de hidrólisis entre otras características que las hacen más atractivas y ventajosas que las enzimas que provienen de microorganismos mesófilos.Delas fuentes de obtención microbiana de xilanasas destacan los microorganismos termófilos capaces de crecer en temperaturas entre 50°C y 80°C, o mayores en el caso de los extremófilos, y capaces de producir xilanasas termoestables, como son bacterias, hongos y arqueas. Debido a la dificultad de cultivo de los microorganismos termófilos (o extremófilos) y a la necesidad de aumentar los rendimientos y propiedades de estabilidad de las xilanasas con fines industriales, surge la necesidad de recurrir a mejoras biotecnológicas a través del uso de técnicas como el ADN recombinante y la ingeniería de proteínas. Dentro de este contexto, el objetivo de este seminario es revisar los últimos avances en el conocimiento sobre las familias de xilanasas y sus mecanismos de acción, con un enfoque en aquellas provenientes de microorganismos termófilos, la expresión hereóloga y su importancia en diferentes aplicaciones industriales.