Primera Lignina Peroxidasa identificada en Agaricales : Desde la identificación del gen en el genoma de Agrocybe pediades hasta la demostración de su capacidad para oxidar y transformar la lignina

Abstract

Las enzimas que degradan la lignina son de interés biotecnológico para las biorrefinerías de la lignocelulosa [1]. En concreto, las lignina peroxidasas (LiPs) han recibido una atención especial por su capacidad para oxidar directamente este polímero aromático [2]. Hasta ahora, estas enzimas solo se habían identificado en basidiomicetos del orden Polyporales, donde se incluyen la mayoría de las especies degradadoras de madera.Tras la secuenciación del genoma de Agrocybe pediades, caracterizado por crecer sobre hojarasca, identificamos la primera enzima ligninolítica de esta familia (ApeLiP) en un hongo del orden Agaricales [3]. La secuencia de ApeLiP se clonó, expresó en cuerpos de inclusión en Eschericchia coli y replegó in vitro, obteniéndose así la enzima activa. Una vez purificada demostramos su capacidad para oxidar compuestos modelo de lignina fenólicos y no fenólicos. Esta actividad se asoció a un triptófano catalítico (Trp166) expuesto al solvente (identificado en la estructura de ApeLiP obtenida mediante difracción de rayos-X) tras verificar la pérdida de la capacidad oxidativa en la variante Trp166Ala. Diferentes estudios, incluyendo la determinación de su potencial redox y estabilidad a pH, determinaron que las propiedades de ApeLiP son compatibles con su capacidad para oxidar y modificar estructuralmente la lignina, tal como se demostró utilizando lignina real mediante espectroscopía de flujo detenido y 2D-NMR. Este trabajo demuestra que no solo los Polyporales degradadores de madera, sino también los hongos Agaricales formadores de setas, tienen enzimas de enorme relevancia tanto para el reciclado del carbono en la naturaleza como para la modificación biotecnológica de la lignina.