Evolución dirigida de una peroxigenasa inespecífica, un biocatalizador altamente promiscuo y selectivo

Abstract

Hace diez años, se descubrió en el hongo basidiomiceto Agrocybe aegerita una enzima capaz de catalizar actividades que engloban aquellas de la cloroperoxidasa de Caldaryomices fumago (CPO) y las de las monooxigenasas del citocromo P450 [1,2]. Con el nombre de peroxigenasa inespecífi ca (unspecifi c peroxygenase, UPO, EC 1.11.2.1), esta versátil enzima [3] ha demostrado suplir las carencias de las anteriores, con una elevada efi ciencia y selectividad. La UPO es una enzima extracelular e independiente de cofactores como el NAD(P)H y otras enzimas auxiliares (sólo necesita H2O2 para trabajar), al contrario que las P450, lo que reduce el coste de su aplicación. Hemos sometido a esta peroxigenasa hemo-tiolada (cisteína como ligando axial) a evolución dirigida hacia expresión funcional en Saccharomyces cerevisiae [4]. Tras cinco ciclos, se obtuvo la variante PaDa-I, con unos niveles de secreción de ~8 mg/L. También ha sido sobre-expresada en Pichia pastoris, obteniendo ~230 mg/L (material sin publicar). En ambos casos, las propiedades y comportamiento son equivalentes a los de la enzima homóloga. Así, disponemos de una plataforma de fácil uso para continuar su mejora hacia aplicaciones de interés biotecnológico. En nuestro caso, estamos sometiendo a PaDa-I a evolución hacia mejora de su actividad hidroxilativa sobre naftaleno, en detrimento de su actividad oxidativa (material sin publicar). Esta última transforma el compuesto de interés, 1-naftol, en productos no deseados. La actividad oxidativa en la UPO parece estar muy relacionada con su estabilidad, pero los resultados obtenidos son esperanzadores, con una nueva variante que reduce cinco veces la actividad oxidativa (peroxidasa) manteniendo su capacidad de transferencia de oxígeno (actividad peroxigenasa).