Enzima bioremediación 6ILW PETasa de Ideonella Sakaiensis

PEtase de Ideonella sakaiensis 6ILW

Línea de Investigación del Trabajo: Producción de Enzimas Recombinantes para aplicaciones Biotecnológicas Área del Trabajo: Área II: Biología y Química Objetivo de Desarrollo Sostenible: Acción por el Clima Última modificación por: Aranda Casillas Leslie Sofía Trabajo Compartido: no

verano Delfín 2020

índice

Información general

Propiedades enzima

Organismo

ESTRATEGÍA DE CLONACIÓN

Secuencia

Analisis estructural

Conclusión

Propiedades DEGRADACIÓN

1.

INFORMACIÓN GENERAL

PETase from Ideonella sakaiensis

PETase from Ideonella sakaiensis

Proteína

Poli (tereftalato de etileno) hidrolasa ISF6_4831 Ideonella sakaiensis (strain NBRC 110686 / TISTR 2288 / 201-F6) -Evidencia experimental a nivel de proteínai

Gen

Organismo

Anotación

Involucrado en la degradación y asimilación del plástico poli (tereftalato de etileno) (PET), lo que permite a I.sakaiensis utilizar el PET como su principal fuente de energía y carbono para el crecimiento. Probablemente actúa de forma sinérgica con MHETase para despolimerizar PET

LEER MÁS

Petase de Ideonella sakensis

Enzima degradadora de plástico

El poli (tereftalato de etileno) (PET) es la resina de polímero de poliéster más utilizada en telas y materiales de almacenamiento y su acumulación en el medio ambiente es un problema mundial.

Las investigaciones estructurales de IsPETase han revelado que el mecanismo de acción de la enzima es único, teniendo mayor actividad en películas de PET que otras hidrolasas / esterasas, y que es capaz de utilizar polímeros extremadamente grandes e hidrófobos. Por lo tanto, se espera que la hidrólisis enzimática de PET usando esta enzima proporcione una solución a la contaminación ambiental por plástica.

LEER MÁS

2.

organismo

PETase from Ideonella sakaiensis

IDEONELLA SAKAIENSIS

Resúmen

• Bacilos asporógenos
• Aeríbicos y mesófilo
• Rectos o ligeramente curvados
• Gram negativos (0,6-0,8 × 1,2-1,5 µm)
• 1 flajelo polar
• Colonias circulares (0,5 a 1,0 mm de diámetro), lisas y no pigmentadas
• Positiva catalasa
• Positiva oxidasa

Se aisló una bacteria, diseñada con la cepa 201-F6T, de un consorcio microbiano que degrada el poli (tereftalato de etileno) (PET) recolectado en la ciudad de Sakai, Japón, y se caracterizó sobre la base de un estudio taxonómico polifásico

Transmission electron micrograph of a cell of strain 201-F6T grown in NBRC no. 802 broth at 30 °C for 24 h. Bar, 1 µm

LEER MÁS

IDEONELLA sAKAIENSIS

Características

El crecimiento se observa dentro del rango de pH 5,5–9 (pH óptimo 7–7,5) ya 15–42 ° C (óptimo 30–37 ° C). Sin crecimiento a 45 ° C o con 3% de NaCl.

Los miembros del género Ideonella son quimioorganótrofos que utilizan ácidos orgánicos, aminoácidos y carbohidratos como únicas fuentes de carbono. Las actividades lipolíticas y proteolíticas son positivas.

Ideonella Sakaiensis

LEER MÁS

3.

SECUENCIA

PETase from Ideonella sakaiensis

SEcuencia FASTA Poly(ethylene terephthalate) hydrolase

Secuencia Aminoácidos

Secuencia Genomica

ATGAACTTTCCCCGCGCTTCCCGCCTGATGCAGGCCGCCGTTCTCGGCGGGCTGATGGCC GTGTCGGCCGCCGCCACCGCCCAGACCAACCCCTACGCCCGCGGCCCGAACCCGACAGCC GCCTCACTCGAAGCCAGCGCCGGCCCGTTCACCGTGCGCTCGTTCACCGTGAGCCGCCCG AGCGGCTACGGCGCCGGCACCGTGTACTACCCCACCAACGCCGGCGGCACCGTGGGCGCC ATCGCCATCGTGCCGGGCTACACCGCGCGCCAGTCGAGCATCAAATGGTGGGGCCCGCGC CTGGCCTCGCACGGCTTCGTGGTCATCACCATCGACACCAACTCCACGCTCGACCAGCCG TCCAGCCGCTCGTCGCAGCAGATGGCCGCGCTGCGCCAGGTGGCCTCGCTCAACGGCACC AGCAGCAGCCCGATCTACGGCAAGGTCGACACCGCCCGCATGGGCGTGATGGGCTGGTCG ATGGGCGGTGGCGGCTCGCTGATCTCGGCGGCCAACAACCCGTCGCTGAAAGCCGCGGCG CCGCAGGCCCCGTGGGACAGCTCGACCAACTTCTCGTCGGTCACCGTGCCCACGCTGATC TTCGCCTGCGAGAACGACAGCATCGCCCCGGTCAACTCGTCCGCCCTGCCGATCTACGAC AGCATGTCGCGCAATGCGAAGCAGTTCCTCGAGATCAACGGTGGCTCGCACTCCTGCGCC AACAGCGGCAACAGCAACCAGGCGCTGATCGGCAAGAAGGGCGTGGCCTGGATGAAGCGC TTCATGGACAACGACACGCGCTACTCCACCTTCGCCTGCGAGAACCCGAACAGCACCCGC GTGTCGGACTTCCGCACCGCGAACTGCAGCTGA

MNFPRASRLMQAAVLGGLMAVSAAATAQTNPYARGPNPTAASLEASAGPFTVRSFTVSRP SGYGAGTVYYPTNAGGTVGAIAIVPGYTARQSSIKWWGPRLASHGFVVITIDTNSTLDQP SSRSSQQMAALRQVASLNGTSSSPIYGKVDTARMGVMGWSMGGGGSLISAANNPSLKAAA PQAPWDSSTNFSSVTVPTLIFACENDSIAPVNSSALPIYDSMSRNAKQFLEINGGSHSCA NSGNSNQALIGKKGVAWMKRFMDNDTRYSTFACENPNSTRVSDFRTANCS

VS

leer más

leer más

4.

PROPIEDADES DE DEGRADACIÓN

PETase from Ideonella sakaiensis

Capacidad degradante IDEONELLA SAKAIENSIS

El proceso

Naturalmente, Ideonella sakaiensis puede consumir plástico para satisfacer las necesidades de su propio metabolismo y para el crecimiento. El plástico que se consume se puede utilizar como recurso de carbono y energía también hidrolizando el PET que está contenido en plásticos. El PET o tereftalato de polietileno es el principal material de plástico fabricado.

LEER MÁS

Capacidad degradante IDEONELLA SAKAIENSIS

La reacción

La reacción de hidrólisis del PET continuará formando ácido mono (2-hidroxietil) tereftálico que será transformado por enzimas. Luego, esas enzimas producen 2 monómeros, que son ácido terftálico y etileno. glicol. Esos monómeros son metabolitos seguros e inofensivos, por lo que sería muy seguro para cualquier vida cuando está dirigido al medio ambiente.

LEER MÁS

Capacidad degradante IDEONELLA SAKAIENSIS

Degradación

Una segunda enzima identificada de I. sakaiensis, que pertenece a la familia de las taninasas, 56 hidroliza MHET, el principal PET producto de hidrólisis por PETasa, en TPA y EG con un eficiencia catalítica (kcat / Km) de 4200 ± 370 s − 1 mM − 1.17 T

LEER MÁS

Degradación microbiana del PET

LEER MÁS

5.

PROPIEDADES ENZÍMA

PETase from Ideonella sakaiensis

Análisis de las propiedades ENZIMA

Generalidades

Composición Atómica

Carbono C 1310 Hidrogeno H 2055 Nitrogeno N 381 Oxigeno O 416 Sulfuro S 14 Formula: C1310H2055N381O416S14 Número total de átomos: 4176

Número de aminoácidos: 290 Peso molecular: 30246.87 Teorico pI: 9.65

Ext. coeficiente 39670 Abs 0.1% (=1 g/l) 1.312,

La vida media estimada es: 30 horas (reticulocitos de mamíferos, in vitro). > 20 horas (levadura, in vivo). > 10 horas (Escherichia coli, in vivo).

leer más

Composición de aminoácidos:

Ala (A) 38 13.1% Arg (R) 15 5.2% Asn (N) 20 6.9% Asp (D) 9 3.1% Cys (C) 4 1.4% Gln (Q) 10 3.4% Glu (E) 4 1.4% Gly (G) 26 9.0% His (H) 2 0.7% Ile (I) 12 4.1% Leu (L) 14 4.8% Lys (K) 7 2.4% Met (M) 10 3.4% Phe (F) 10 3.4% Pro (P) 18 6.2% Ser (S) 40 13.8% Thr (T) 21 7.2% Trp (W) 5 1.7% Tyr (Y) 8 2.8% Val (V) 17 5.9% Pyl (O) 0 0.0% Sec (U) 0 0.0%

Análisis de las propiedades ENZIMA

Índice de estabilidad

El índice de inestabilidad (II) se calcula en 39,51 Esto clasifica a la proteína como estable.

LEER MÁS

7,

ESTRATEGIA DE CLONACIÓN

PETase from Ideonella sakaiensis

Mapa en Snapgene vierw

Se puede observar de manera líneal el inicio y el final de la cadena para el diseño de los primers (secuencia corta de nucleótidos 15-60 pb) necesaria para la replicación de ADNY posterior realizar una PCR.

Mapa completo en SnapGene de 6ILW

LEER MÁS

Diseño y comparación de Primers

Información de los primers

5´ ATGAACTTTCCCCGCGCTTC 3’ ESTA Tm:53.8°C GAA GCG CGG GGA AAG TTC AT 20 NUCLEOTIDOS= 60°C

3´GCACCGCGAACTGCAGCTGA 5´ Tm:57.9°C TCA GCT GCA GTT CGC GGT GC ESTA 17 NUCLEOTIDOS=60°C

LEER MÁS

Sitios de restriccion NEBcutter V2.0

NEButter

Esta herramienta tomará una secuencia de ADN y encontrará los marcos de lectura abiertos grandes que no se superponen utilizando el código genético de E. coli y los sitios para todas las enzimas de restricción que cortan la secuencia solo una vez.

# Enzyme Specificity 69 Eco53kI GAG CTC 76 HindIII A AGCT T

LEER MÁS

comparación en el mapa de enzimas

-HindIII 5´ AAGCTT 3´ 3´ TTCGAA 5´ -ECO53KI 5´ GAGCTC 3 CTCGAG

Enzimas seleccionadas HindIII y Eco53kI

Lorem ipsum dolor sit amet

LEER MÁS

Resultados Obtenidos

Se comparo la compatibilidad de las enzimas, siendo la Eco53kl y la HindIII las ideales con un 100 en el % de actividad del NEBuffer

Combinación ideal

LEER MÁS

8.

Análisis estructural

PETase from Ideonella sakaiensis

EStructura DE 6ILW en pymol

Análisis estructural de la enzima

Hay 4 tipos únicos de moléculas en esta entrada. La entrada contiene 2259 átomos, de los cuales 0 son hidrógenos y 0 son deuterios. -La molécula 1 es una proteína llamada poli (tereftalato de etileno) hidrolasa. -La molécula 2 es ion cloruro -la molécula 3 es ion de sodio -la molécula 4 es agua

6ILW en PYMOL, ion cloruro (verde) ion de sodio (morado)

LEER MÁS

Análisis estructural 6ILW

Composición de entrada

Hay 7 discrepancias entre las secuencias modeladas y de referencia:

LEER MÁS

9.

Conclusión

PETase from Ideonella sakaiensis

Las enzimas de bioremediación es muy importante para resolver problemas de contaminación, capaces de degradar compuestos que provocan desequilibrio en el medio ambiente. El ejemplo perfecto para la produccion de PET en el planeta como contaminante. La PETasa (6ILW) puede ser una solución de biorreciclaje a este problema que padecemos como planeta.

Leslie Sofía Aranda Casillas

por otro LADO...

Si bien es probable que las bacterias modificadas que se podrían utilizar estén altamente controladas, el hecho de que evolucionasen para degradar y consumir plástico indica, para empezar, que este material del que tanto dependemos podría no ser tan duradero como creíamos. Y podrían verse amenazados productos y estructuras diseñados para durar muchos años. La industria del plástico afrontaría el grave reto de impedir que estos productos se contaminaran. Y la industria tendría nuevos retos.

El PET dejando huella

LEER MÁS

gracias

El Reciclaje y la sabiduría van de la mano. Reciclemos ahora que estamos a tiempo y démosle una segunda oportunidad al planeta.