Un enfoque radicalmente diferente para aumentar la estabilidad de una enzima es adoptar una estrategia evolutiva

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Nuevas enzimas

Los intentos para aumentar la estabilidad de las enzimas mesófilas o para manipular la especificidad de las extremas enzimas mediante la evolución dirigida dependen de la disponibilidad de los genes clonados apropiados y los sistemas de expresión. Además, la información estructural detallada es un requisito previo esencial para la ingeniería de proteínas. Una ruta alternativa al descubrimiento de enzimas con características de estabilidad y especificidad apropiadas para un proceso particular de biotransformación es a través de tamizado de cultivos establecidos o bibliotecas de expresión preparadas a partir de muestras de ADN ambientales. Este enfoque fue seguido por Ito para identificar enzimas con potencial de aplicación en la industria de detergentes. Dado que los detergentes para lavado de ropa y lavavajillas funcionan en condiciones alcalinas, Ito et al. Cepas de Bacillus alcaliníferas aisladas que producen enzimas extracelulares que incluyen enzimas desramificadoras de celulasa, proteasa, α-amilasa y almidón.

De forma similar, se ha identificado una nitrilohidratasa intracelular en una cepa de Bacillus que crece óptimamente a 65 ° C. A diferencia de las nitrilohidratasas mesofílicas, la enzima era estable hasta 60ºC en solución acuosa en ausencia de sustratos. El rastreo de bibliotecas de expresión del hipertermófilo P. furiosus ha identificado recombinantes que producen una α-amilasa extracelular con propiedades de estabilidad y actividad térmica que son una mejora significativa en la enzima comercialmente disponible de Bacillus licheniformis. A diferencia de las α-amilasas, que degradan el almidón por hidrólisis de enlaces α-1,4, las amilopullulanasas degradan el almidón y los polisacáridos relacionados por hidrólisis de ambos enlaces glucosídicos α-1,6 y α-1,4. También se ha aislado un clon de amilopullulanasa y se ha demostrado que la enzima tiene una alta resistencia a desnaturalizantes químicos y tensioactivos. Un enfoque similar ha dado lugar a una esterasa termoestable que extiende el intervalo de esterasas microbianas disponibles para aplicaciones de biotransformación. En ocasiones, el uso de una extremazima permite la generación de nuevos productos que no son producidos por la enzima mesófila. Fishier identificó una \ beta - glucosidasa de P. furiosus que podría usarse como un catalizador para la síntesis de glucoconjugado a alta temperatura. La enzima aceptó una amplia gama de alcoholes y alcoholes de organosilicio con celobiosa como donador de glucosa, produciendo una serie de nuevos glucoconjugados. Las aplicaciones nuevas de extremófilos como catalizadores de biotransformación no se limitan a situaciones en las que

Se ha identificado y aislado. Existen varios informes de procesos de biotransformación o biodegradación in vivo mediados por cultivo de extremófilos, particularmente por anaerobios moderadamente termófilos. Cultivos mixtos de anaerobios mantenidos a 75 ° C fueron capaces de transformar insecticidas piretroides sintéticos a productos no insecticidas, potencialmente un paso útil en la biorremediación ambiental. La deshalogenación del 3-clorobenzoato también se consiguió en cultivos mixtos de termófilos anaeróbicos. La biodegradación usando una cepa bacteriana definida tiene ventajas sobre el uso de cultivos mixtos, y la degradación de halofenoles tales como 2-clorofenol o 2-bromofenol a halocatechols correspondiente se obtuvo usando una cepa de Bacillus termófilo. Claramente existe potencial para el desarrollo adicional en esta área mediante la identificación de aislamientos capaces de otras reacciones de biodegradación y de aislados capaces de llevar a cabo biotransformación in vivo para producir un producto final requerido. Además, una vez entendida la enzimología de estas bioconversiones, podría ser posible llevar a cabo reacciones similares en un entorno libre de células usando enzimas purificadas.

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