Regulación de la producción del sistema celulolítico por Saccobolus saccoboloides

• Autores: Magnelli, Paula E.
• Año de publicación: 1998
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: tesis doctoral
• Colaborador/a o director/a de tesis: Forchiassin, Flavia
• Materia: BETA-GLUCOSIDASA; CELULASAS; HONGOS FILAMENTOSOS; SACCOBOLUS; BETA-GLUCOSIDASE; CELLULASE; FILAMENTOUS FUNGI; SACCOBOLUS
• Institución: Universidad Nacional de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales

Se evaluó la capacidad de Saccobolus saccoboloides (Pezizales, Ascomycetes) de producir el sistema celulolítico completo en medio de cultivo líquido sintético. La caracterización de las enzimas producidas permite afirmar que este hongo coprófilo es un verdadero agente celulolítico, ya que su complejo enzimático presenta las tres actividades necesarias para la digestión del polímero (β-1,4 endoglucanasa, β-1,4 exoglucanasa y β-glucosidasa), y que estas enzimas son extracelulares, termoestables y (a diferencia de las de otros organismos) poco inhibidas por producto final. El crecimiento fue alto en glucosa y celobiosa, sin producción de enzimas, en tanto que en celulosa hubo muy buen crecimiento y actividad enzimática, evidenciándose diferencias de respuesta según el medio elegido. La nutrición nitrogenada no afecta la producción enzimática, sino el crecimiento: se investiga, por lo tanto, el control por fuente carbonada, en cultivos de reemplazo. En la inducción, cuando no pudo medirse endoglucanasa, se utilizó un método alternativo de degradación de CMC (Carboximetilcelulosa) en placa (CMCasa). La celulosa fue el mejor inductor, seguida por la lactosa. El sistema no se induce en presencia de glucosa, sorbosa, maltosa ni almidón, y se detecta una mínima actividad en xilano. La CMC es un pobre inductor, en tanto que la celobiosa tiene un efecto diferencial. Cuando se ensayó el efecto represor de los no inductores se ve que el sistema no se reprime fácilmente y que la glucosa y celobiosa tienen efecto diferencial. Finalmente la mezcla de dos inductores tiene un esperado efecto negativo. Las enzimas se producen en todos casos por síntesis de novo, las dos formas diferentes de β-glucosidasa se regulan independientemente, y existe inducción cruzada con el complejo xilanasa. Estos datos, junto al análisis de isoenzimas producidas en cada condición permite postular un novedoso modelo regulatorio que explicaría como los hongos filamentosos son estimulados a producir las hidrolasas específicas para degradar celulosa.
The cellulase complex production by Saccobolus saccoboloides (Pezizales, Ascomycetes) was evaluated. This fungus produces a complete cellulase system. The enzyme characterisation shows that S. saccoboloides is a true cellulolytic organism, the three enzymes (β-glucosidase, β-1,4 endoglucanase and β-1,4 exoglucanase) required for the complete cellulose hydrolisis were produced. All the enzymes were thermostable and did not show end-product inhibition. Glucose and cellobiose were good sources for growth but not for enzyme production, cellulose was a suitable carbon source for growth and cellulase production: there was evidence for carbon regulation. The nitrogen source affected biomass production, and therefore enzyme production. For these reasons carbon nutrition was investigated as the primary control of cellulase production. When endoglucanase and exoglucanase could not be measured, an alternative Carboxymethylcellulose-clearing method was used. Crystalline cellulose was the best inducer, followed by lactose. The other mono- di- or polysaccharides were non inducers or poor inducers. Cellobiose or glucose repressed cellulase production in cellulose containing media. This repression was selective for some components of the cellulase complex, and was not observed using repressor concentrations below 3% w/v. Moreover, the degree of repression varied with the age of the cultures. The mixture of both inducers had an unexpected negative effect. Cellulase production by this fungus is inducible and subject to a complex repression by easily metabolized sugars. The enzyme production is due to the novo synthesis, two different β-glucosidase forms were observed and cellulase-xylanase cross-induction was observed as well. The data analysis shows that it is possible to present a new model of cellulase regulation, that would explain cellulose recognition and cellulase induction in filamentous fungi.
Fil: Magnelli, Paula E.. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.