Vitae (Sep 2011)
CARACTERIZACIÓN DEL GEN DE α-AMILASADE LA CEPA NATIVA Bacillussp. BBM1 CHARACTERIZATION of THE α-AMYLASE GENE FROM Bacillus sp. BBM1
Abstract
Las enzimas degradadoras del almidón representan cerca del 30% del mercado mundial de enzimas y son utilizadas en la producción de glucosa, maltosa y oligosacáridos; los cuales pueden ser transformados posteriormente en jarabes de fructosa y dextrosa. La glucosa también puede ser utilizada en la producción de etanol, aminoácidos y ácidos orgánicos. La α-amilasa también puede ser utilizada como una alternativa a la adición de malta en la industria de la cerveza, el mejoramiento de harinas y la remoción de almidón en la industria papelera y textil y como aditivo de detergentes. En este trabajo reportamos la secuenciación completa del gen codificante para la α-amilasa BBM1 producida por la cepa nativa Bacillus sp. BBM1, incluyendo sus regiones reguladoras 3' y 5'. La secuencia de aminoácidos corresponde a una proteína de 659 residuos que, luego de ser secretada y procesada post-traduccionalmente, da origen a una enzima madura de 618 a.a con un peso de 68 kDa. La amilasa BBM1 es transcrita como un mRNA monocistrónico, tal como lo sugiere la presencia de estructuras terminadoras de la transcripción. Su expresión está regulada por el factor CcpA cuya secuencia operadora corresponde al alelo AmyR1. A diferencia de la mayoría de las amilasas estudiadas, BBM1 parece poseer dos dominios adicionales de unión a carbohidratos, lo cual indica que esta enzima puede ser más eficiente en la degradación de almidón granular. Finalmente, se presenta un modelo por homología para esta enzima que indica las posibles interacciones con iones de calcio y el sustrato.Starch degrading enzymes represent about 30% of the enzyme world and they are used in the production of glucose, maltose and oligosaccharides, which can be further processed to produce fructose and dextrose syrups. The resulting glucose can also be fermented for the production of ethanol, amino acids and organic acids. α-amylases are also used as an alternative to the addition of malt in the beer industry, the improvement of flour in the baking industry, the removal of starch in the paper and textile industry, and as a detergent additive. In this paper, the complete nucleotide sequence of the α-amylases BBM1 produced by the native strain Bacillus sp. BBM1 is reported. The deduced aminoacid sequence shows that this enzyme is translated as a 659 a.a. protein, which after the secretion cleaves to generate a 618 mature enzyme of 68 kDa. The BBM1 α-amylases is transcribed as a monocistronic mRNA, as it is suggested by the presence of inverted repeat elements upstream and downstream of the protein coding region. The expression of the BBM1 α-amylase is under the control of the AmyR1 allele from the AmyO operator sequence, which is recognized by the regulatory protein CcpA. In contrast to most α-amylases, BBM1 seems to possess two additional carbohydrate-binding domains, which probably increase its efficiency in the degradation of granular starch. A homology model of the enzyme is presented and its interaction with calcium ions and substrate is analyzed.
