Acidez en β-mananasa de Penicillium pinophilum C1: Clonación, caracterización y evaluación de su potencial de aplicación en alimentación animal

Este artículo habla de la enzima beta-mananasa, de donde se obtiene y de las características que hacen de ella un buen instrumento para la industria de alimentación animal. Pero antes de entrar en detalle vamos a explicar por qué es útil esta investigación: Las enzimas son un tipo de moléculas que participan en las reacciones químicas, habitualmente acelerándolas y/o haciéndolas más eficientes. 

Por ejemplo algunas enzimas, llamadas enzimas digestivas, colaboran en la digestión de los alimentos.

Imagen Ilustrativa.

Los animales se benefician de las enzimas digestivas presentes en sus jugos gástricos ya que facilitan la absorción de los nutrientes de los alimentos. Sin embargo a veces estas enzimas endógenas no son suficientes. Por esto la industria de alimentación animal añade otras a los alimentos con el objetivo de mejorar el rendimiento y reducir costos.

Imagen Ilustrativa

Debido a ese interés este artículo informa sobre la investigación en beta-mananasa para estudiar su posible aplicación. 

La beta-mananasa es producida por distintos seres vivos como plantas, hongos, bacterias...
Y se encuentra en el galactoglucomanan, un componente de la hemicelulosa de las plantas, actuando como catalizador de la hidrólisis de algunos de sus componentes. 

Es una enzima que rompe enlaces de los grandes glúcidos para generar glúcidos más pequeños. 

El gen que codifica esta enzima está en el hongo Penicillium pinophilum C1 y se expresa en Pichia Pastoris: Esto significa que el gen se obtiene del hongo y se introduce en la bacteria Pichia Pastoris, que producirá la enzima. 

Durante la investigación experimental se utilizaron distintas cepas, vectores, enzimas, productos químicos y medios de cultivo.

Pichia pastoris                                                                                Penicillium pinophilum C1

Inicialmente identificaron la cepa del hongo que iba a utilizarse para obtener el gen de la enzima, y se cultivó en harina de soja a pH=3 y 30 grados. A los seis días de cultivo se estudió su actividad enzimática, obteniendo buenos resultados. Y entonces se procedió a obtener el gen completo de la beta-mananasa. 

Estudiando su estructura se observó que su dominio catalítico pertenece exclusivamente a los de a la familia 5. Por eso y por el nombre del hongo del que procede su gen, se la denomina también man5C1. 

Después de estudiar su estructura se construyó su vector de expresión: Esto es la herramienta que introduce el gen en la bacteria para que esta produzca posteriormente la enzima. Una vez introducido este vector en Pichia Pastoris se indujo la expresión del gen, esto significa que se le “puso en marcha” para dirigir la síntesis de la enzima.

La enzima producida se purificó, y se la sometió a distintos ensayos para el estudio de sus características.

Se concluyó que la beta-mananasa es un candidato prometedor para la industria de alimentación animal porque se obtuvieron estos resultados:

• Estabilidad en un amplio intervalo de pH. Conservando más del 60% de su actividad máxima en el rango de pH [3, 7]. 
• Su mayor actividad a pH 4,0 y 70°C. 
• Buena termoestabilidad a 50°C. 
• Fuerte resistencia a la mayoría de los iones metálicos y a pepsina y tripsina. 
• Funcionó bien en un fluido gástrico simulado. 
• Reduce bien azucares, presentado alta capacidad específica con los de LGB (goma de algarroba)

Bibliografía:

Hongying Cai, Penjgun Shi, Huiying Luo, Yingguo Bai, Huoqing Huang, Peilong Yang y Bin Yao

Acidic beta-mannanase from Penicillium pinophilum C1: Cloning, characterization and assessment of its potential for animal feed application

Journal of Bioscience and Bioengineering

Autores del Blog: 

Neus Paredes Gallardo, Adela Pérez Porto, Marina Grau Lasheras, Sergio Manresa Vera, Aarón Gea Quesada y Daniel Ruiz Sarmiento.