Caracterización de una nueva lacasa producida por Streptomyces ipomoea CECT 3341. Aplicación en el blanqueo de pastas de papel.

Molina, J.M., Guillén, F., Moya, R., Rodríguez, Y., Troyano, N. y Arias, M.E.

Departamento de Microbiología y Parasitología, Facultad de Farmacia, Universidad de Alcalá. 28871, Alcalá de Henares, Madrid. E-mail: enriqueta.arias@uah.es

Las lacasas son enzimas que catalizan la oxidación de un amplio rango de compuestos fenólicos, así como de compuestos no fenólicos a través de mediadores redox. Están ampliamente distribuidas en la naturaleza, puesto que se han hallado en hongos, plantas, insectos y recientemente en bacterias. El papel biológico que desempeñan las lacasas bacterianas no está muy definido aunque se han relacionado con procesos de esporulación, movilidad y morfogénesis. La versatilidad catalítica de las lacasas las ha convertido en foco de interés para numerosos trabajos encaminados a su aplicación industrial y medioambiental, en procesos tales como la decoloración de colorantes textiles, biorremediación de aguas y suelos contaminados o síntesis química. Sin embargo, el mayor interés se centra en la industria papelera, donde pueden aplicarse en el bioblanqueo de las pastas o para el incremento de la resistencia de las fibras de celulosa.

En este trabajo se presenta la caracterización de una nueva lacasa producida por Streptomyces ipomoea CECT 3341 y se pone de manifiesto su utilidad para su aplicación en la industria papelera.

En primer lugar, se establecieron las condiciones óptimas para la producción de la actividad enzimática en cultivo sumergido. Se seleccionó un medio basal salino suplementado con galactomanano, asparagina y sulfato ferroso.

El máximo de actividad enzimática se alcanzó el cuarto día de cultivo. La enzima se purificó a partir del sobrenadante del caldo de cultivo en los siguientes pasos: ultrafiltración, cromatografía de intercambio iónico y electroelución a partir de geles de poliacrilamida. La enzima purificada mostró una masa molecular de 77 kD, un punto isoeléctrico de 5,7 y una temperatura y pH óptimos de reacción de 60 ºC y 4,5 respectivamente. La Km de la enzima purificada, empleando ABTS como sustrato, fue 1,35 mM, mientras que la V_max fue 323 mU·mg de proteína^-1. Tras desnaturalizar la enzima con b-mercaptoetanol, apareció una única banda de 35 kD, lo que sugiere el carácter dimérico de esta lacasa, como sucede con otras lacasas bacterianas. La secuencia del extremo amino terminal de la proteína purificada, mostró un grado de similitud del 85% y del 73% con las lacasas de S. coelicolor y S. griseus respectivamente.

La enzima purificada fue capaz de oxidar compuestos no fenólicos (ácido homoverátrico) empleando ABTS como mediador. En el mismo sentido, el uso de ABTS y 2-aminofenol como mediadores para el tratamiento de pastas Kraft de eucalipto, supuso una reducción notable del nº Kappa y un sensible incremento de la blancura de las pastas tratadas.