Purificación y caracterización de xilanasas extracelulares provenientes de bacterias extremófilas

Abstract

Las xilanasas son enzimas encargadas de hidrolizar el enlace β-1,4-D-xilosídico de la cadena principal del xilano, el compuesto más abundante de la hemicelulosa presente en la pared celular de las células vegetales. Estas enzimas pueden ser utilizadas en diversas industrias, como por ejemplo en la industria del papel para mejorar la etapa del blanqueamiento, ya que se disminuyen los compuestos químicos contaminantes utilizados actualmente y la energía utilizada en el proceso, generando una menor impacto ambiental. La etapa del blanqueamiento se lleva a cabo a altas temperaturas y pH alcalino, siendo las enzimas que naturalmente son activas en estas condiciones, las más idóneas para el proceso. Este tipo de enzimas se pueden encontrar en microorganismos que crecen de forma óptima en estas condiciones, los extremófilos. El objetivo de este trabajo consistió en aislar bacterias extremófilas que posean enzimas xilanasas extracelulares con actividad en el rango de temperatura entre 50 - 70 °C y pH 8,0 - 9,0, para posteriormente purificarla y caracterizarla. La búsqueda se realizó en microorganismos aislados de muestras ambientales provenientes de géiseres, volcanes, la Antártica, salares y una estufa de esterilización. De los aislados obtenidos, se seleccionaron el aislado termófilo 7L y el aislado halófilo Asc6BA pertenecientes al género Anoxybacillus y Bacillus, respectivamente. El aislado 7L mostró actividad xilanolítica, pero la expresión de la xilanasa fue muy baja, haciéndola inadecuada para los ensayos en el laboratorio. Por otra parte, del aislado Asc6BA fue posible purificar dos xilanasas extracelulares, denominadas X2 y X3, pertenecientes a las familias GH 8 y GH 11, respectivamente. Entre las características obtenidas, la xilanasa X2 posee una actividad óptima a una temperatura de 50 ºC y pH 6,0, y es funcional por una hora a 50 ºC. Por otra parte, la xilanasa X3 posee una actividad óptima a una temperatura de 60 ºC y pH 7,0, y retiene más del 70% de su actividad al ser incubada por 32 horas a 50 ºC. Ambas xilanasas retienen más del 90 % de su actividad luego de ser sometidas a liofilización. De acuerdo al trabajo realizado, se evidenció que la bacteria halófila Asc6BA perteneciente al género Bacillus posee dos xilanasas extracelulares, X2 y X3, las cuales poseen actividad en rangos adecuados para su utilización en diversas etapas de la industria del papel