Trabajo de grado - Pregrado
PHA sintasa, enzima clave en la polimerización de bioplásticos biodegradables: revisión de su clasificación y funcionalidad
Registro en:
Universidad de Caldas
Repositorio Institucional Universidad de Caldas
Autor
Chamorro Sosa, Alejo
Institución
Resumen
Gráficos spa:El plástico es uno de los materiales más usados por la humanidad, pero ha generado problemas ambientales al momento de su disposición final, debido a su resistencia a la degradación. En este artículo se analizó la funcionalidad y clasificación de la PHA sintasa, una enzima clave en la síntesis de polímeros biodegradables en procariotas, a partir de la revisión de artículos donde se evalúa su funcionalidad, y a través de reconstrucciones filogenéticas de las secuencias que fueron funcionales, junto otras descargadas de UniProt con el fin de capturar una mayor diversidad. En experimentos in vivo la especificidad por sustratos encontrada para estas enzimas estuvo asociada a la disponibilidad de los monómeros en la célula, por lo que experimentos in vitro complementarios son necesarios para su caracterización. Adicionalmente, más secuencias que pueden polimerizar monómeros SCL y MCL fueron encontradas, y, por lo tanto, se propone que dicha promiscuidad por ambos sustratos es una característica propia de la PHA sintasa. En las distintas reconstrucciones filogenéticas se encontraron algunas incongruencias. Por ejemplo, en algunos árboles la clase V constituyó un clado dentro de la clase I y en otros un grupo hermano del clado constituido por clase I y II. También se encontraron distintos clados no caracterizados por fuera de las cinco clases conocidas. Algunas secuencias que hacen parte de la redundancia de esta enzima en los genomas, y que no han sido funcionales en algunos experimentos constituyeron estos clúster. No obstante, en uno de estos clados se encontró una de las secuencias funcionales, por lo que se propone una nueva clase (clase VI). Esfuerzos por tratar de comprender esta redundancia y la funcionalidad de las copias de los clústeres no caracterizados, ayudaría al entendimiento de la evolución y diversidad de esta proteína. eng:Abstract: PHA synthase, a key enzyme in the polymerization of biodegradable bioplastics: a review
of its classification and functionality. Plastic is one of the most used materials by humanity, but it
has generated environmental problems at the time of its final disposal, due to its resistance to
degradation. In this article, we analyzed the functionality and classification of PHA synthase, a key
enzyme in the synthesis of biodegradable polymers in prokaryotes, from the review of articles
where its functionality is evaluated, and through phylogenetic reconstructions of the sequences that
were functional, together with others downloaded from UniProt in order to capture a greater
diversity. In in vivo experiments the substrate specificity found for these enzymes was associated
with the availability of the monomers in the cell, so complementary in vitro experiments are
necessary for their characterization. Additionally, more sequences that can polymerize SCL and MCL
monomers were found, and therefore, it is proposed that such promiscuity for both substrates is a
characteristic feature of PHA synthase. In the different phylogenetic reconstructions, some
incongruities were found. For example, in some class V’s trees constituted a clade within class I and
in others a sister group of the clade constituted by class I and II. Different uncharacterized clades
outside the five known classes were also found. Some sequences that are part of the redundancy of
this enzyme in the genomes, and that have not been functional in some experiments constituted
these clusters. However, in one of these clades, one of the functional sequences was found, so a
new class (class VI) is proposed. Efforts to try to understand this redundancy and the functionality
of the copies of the uncharacterized clusters would help to understand the evolution and diversity
of this protein. Universitario Biólogo(a) Bioinformática