Análisis y comparación de la producción de enzimas xilanolíticas de penicillium purpurogenum crecido en distintas fuentes de carbono bajo condiciones de fermentación en estado sólido y sumergido

Abstract

Diversos estudios sobre proteómica y secretómica de hongos revelan que existen diferencias a nivel de actividad enzimática y variabilidad de isoenzimas producidas cuando el hongo es crecido en distintas fuentes de carbono. Además, se han reportado este tipo de diferencias cuando el hongo es cultivado sobre una misma fuente de carbono pero variando el método de cultivo, ya sea en estado sólido o sumergido. En este trabajo, utilizando el hongo lignocelulolítico Penicillium purpurogenum, se establecieron claras diferencias en la secreción de varias enzimas al cultivarlo en un medio sólido o líquido, utilizando diversas fuentes de carbono. Entre los resultados obtenidos se encontró que la actividad específica de -xilosidasa es superior en el cultivo sólido de paja de trigo que la observada en el cultivo líquido, por otra parte en el cultivo usando coseta de remolacha, el cultivo líquido muestra una actividad específica superior al cultivo sólido, esta observación se repite al analizar la actividad específica de -glucosidasa, -galactosidasa y arabinopiranosidasa. Sin embargo al analizar la actividad acetil esterásica se observa que los cultivos líquidos presentan una mayor actividad específica que los cultivos sólidos utilizando varias fuentes de carbono. En un plano genera], se encontró que las fuentes de carbono naturales como la paja de trigo y la coseta de remolacha actúan como fuertes inductores de actividad lignocelulolítica. Por otra parte, se encontró que el hongo secreta 3 posibles isoenzimas de arabinofuranosidasas en el cultivo sólido de salvado de trigo y solamente 2 posibles isoenzimas en el cultivo líquido, 1 isoenzima en el cultivo sólido usando coseta de remolacha y 3 posibles isoenzimas en el cultivo líquido. Además fue posible reafirmar la presencia de complejos multienzimáticos previamente descritos en nuestro laboratorio mediante técnicas de zimogramas. Al analizar el patrón de expresión de proteínas mediante geles unilbidimensionales se encontró que el patrón es diferente cuando se utilizan las condiciones de cultivo sólido y líquido utilizando las fuentes de carbono paja de arroz y salvado de trigo, Aunque al utilizar coseta de remolacha existe un patrón similar en condiciones de cultivo sólido y líquido. Mediante espectrometría de masas fue posible identificar numerosas proteínas en los sobrenadantes de cultivo de paja de arroz, de trigo y coseta de remolacha, destacando la presencia de numerosas proteasas en el sobrenadante de cultivo liquido de salvado de trigo. Éstas y otras diferencias encontradas indican que el hongo Penicillium purpurogenum secreta diferencialmente enzimas al medio de cultivo de acuerdo a la fuente de carbono y metodología de cultivo empleada y que la presencia o ausencia de agua libre en el medio extracelular es un factor determinante en la regulación de la expresión de enzimas xilanolíticas.