Manganeso Peroxidasas de P.atropurpurascens: un abordaje desde la química computacional

Las manganeso peroxidasas (MnPs) son enzimas extracelulares que forman parte del sistema ligninolítico de los hongos de la pudrición blanca. Están involucradas en la biodegradación de lignocelulosa y lignina, y se ha demostrado su participación en la bioconversión de diversos compuestos recalcitrantes: hidrocarburos aromáticos policíclicos (PAHs), clorofenoles, efluentes de las industrias del papel, textil, petroquímica; además de ser efectivas en la generación de pulpa de celulosa y pretratamiento de materia prima para producción de bioetanol de segunda generación. Estos hallazgos las hacen prometedoras como alternativa ambientalmente amigable frente a los procesos fisicoquímicos convencionales utilizados en industrias. Los desafíos para estas aplicaciones subyacen en el entendimiento de los procesos que estas enzimas llevan a cabo y en un aumento en los rendimientos de producción. Si bien existen progresos en este sentido, todavía es poca la información debido a la complejidad de sustratos, a la multiplicidad de peroxidasas existentes y a los pocos estudios en relación a su estructura/función. El hongo Punctularia atropurpurascens, basidiomycota aislado de la región, tiene la capacidad de degradar colorantes y posee un sistema ligninolítico complejo, diferente a los conocidos hasta la fecha. En trabajos previos hemos caracterizado siete genes mnp con diferentes condiciones de inducción (fisiológicas y ambientales), a partir de los cuales se dedujeron proteínas con alta similitud pero con variaciones a nivel de secuencia aminoacídica. P. atropurpurascens ha demostrado ser interesante por: i) ser un degradador selectivo de lignina (sin afectar componentes polisacáridos) ii) presentar un sistema ligninolítico en el cual la producción de manganeso peroxidasas se da durante la fase primaria iii) La redundancia de enzimas con secuencias relativamente similares. En este proyecto se propone profundizar en el entendimiento de la funcionalidad de las enzimas MnPs de P. atrorpurpurascens, a partir de estudios comparativos (utilizando herramientas computacionales) que permitan entender in silico el significado biológico de este sistema redundante. Se realizará un modelado por homología para determinar la estructura tridimensional como punto de partida para la caracterización de su modo de acción en base a sus peculiaridades conformacionales, dinámica y características mecanísticas. A través de la vinculación de la actividad con la secuencia responsable (gen/proteína) se busca contribuir al conocimiento de un organismo de nuestra región aún no estudiado a este nivel. Estos resultados serán de relevancia para futuros estudios que busquen, a partir de ingeniería genética basada en mutagénesis racional, generar enzimas con características mejoradas en poco tiempo y con menores costos. Finalmente, se estudiará el sesgo en el uso de codones en A. nidulans, buscando encontrar posibles cambios en las secuencias de ADNc que permitan aumentar rendimientos en la producción de estas enzimas si se realiza una producción a gran escala.