Producción y purificación de una enzima lipolítica de Natronococcus sp. TC6 y el uso de sus células enteras como biocatalizador

Abstract

Los microorganismos poseen una diversidad asombrosa y desempeñan un papel crucial en una variedad de ecosistemas y procesos biológicos. Sus adaptaciones a los diferentes tipos de ambientes son notables y han permitido su supervivencia y éxito en una amplia gama de nichos ecológicos (1). Una de las adaptaciones más destacadas de los microorganismos es su capacidad para sobrevivir en ambientes extremos. Los extremófilos son organismos que prosperan en condiciones que serían letales para la mayoría de las formas de vida. Por ejemplo, las arqueas halófilas, pueden vivir en ambientes altamente salinos, mientras que las bacterias termófilas se encuentran en aguas termales con temperaturas extremadamente elevadas (2). Además de su resistencia a condiciones extremas, los microorganismos han desarrollado otras adaptaciones. Algunos son anaerobios, lo que significa que pueden crecer sin oxígeno, como las bacterias metanogénicas. Otros son autótrofos, lo que significa que pueden sintetizar sus fuentes de nutrientes a partir de sustancias inorgánicas, como las cianobacterias que realizan la fotosíntesis (2). En ambientes acuáticos, el fitoplancton desempeña un papel fundamental, siendo la base de la producción primaria en la cadena alimentaria. Estos microorganismos han evolucionado para utilizar eficientemente la luz solar y los nutrientes disueltos en el agua para su crecimiento (3). En este trabajo, se hace énfasis a los microorganismos halófilos, los cuales tienen diversas características, una de ellas es su capacidad para producir enzimas extremadamente robustas y funcionales en condiciones salinas extremas (sistemas de baja actividad de agua). Estas enzimas halófilas son de gran interés en la microbiología y la biotecnología debido a sus propiedades únicas. Han evolucionado para ser altamente estables y activas en soluciones salinas concentradas, lo que las hace valiosas para una serie de aplicaciones industriales y científicas. Además, algunas de estas arqueas halófilas son conocidas por producir enzimas lipolíticas, que son enzimas especializadas en la degradación de lípidos (4). Las enzimas lipolíticas producidas por arqueas halófilas, son valiosas en aplicaciones biotecnológicas y de la industria alimentaria, ya que pueden hidrolizar lípidos complejos en ácidos grasos y glicerol. Estas enzimas tienen aplicaciones en la producción de biodiesel, la industria farmacéutica, la industria de detergentes y la producción de alimentos, entre otros campos (5). 7 Las adaptaciones de las arqueas halófilas a entornos salinos extremos, también involucran adaptaciones moleculares de sus enzimas, haciéndolas más resistentes a ambientes con baja actividad acuosa. Esto las convierte en herramientas útiles para aplicaciones en reacciones de síntesis, donde se requiere el uso de solventes orgánicos. Debido a lo anterior, la caracterización bioquímica de este tipo de enzimas es de gran interés, donde, la purificación de las enzimas lipolíticas de halófilos es una etapa crucial, para proporcionar evidencias de su potencial aplicación en la industria de alimentos (por ejemplo, en la producción de quesos y en la maduración de algunos alimentos salados), en la industria de cosméticos (por ejemplo, en la fabricación de productos de cuidado personal como cremas y lociones) y en la industria de fármacos (6). Aunado a esto, la biocatálisis que emplea enzimas lipolíticas de halófilos es un campo de gran interés en la bioquímica y la biotecnología, debido a las notables propiedades de estas enzimas y su potencial aplicación en la industria de detergentes y en el tratamiento de efluentes, para el tratamiento de aguas residuales que contienen grasas y aceites, contribuyendo así a la depuración de aguas contaminadas (7). En este estudio, se llevó a cabo la producción y purificación de una enzima lipolítica, obtenida a partir del cultivo de una arquea halófila (Natronococcus sp. TC6) y el uso directo de sus células, como biocatalizador en solventes orgánicos.