Caracterización bioinformática y producción de L-asparaginasa de Bacillus sp. M62 aislado de las salinas de Maras, Cusco, Perú

El objetivo del estudio fue realizar la caracterización bioinformática, así como optimizar la producción de L-asparaginasa extracelular de Bacillus sp. M62 aislada de las salinas de Maras (Cusco). Para ello, se verificó la producción de L-asparaginasa mediante el viraje del medio M9 modificado con azul de bromofenol 0.0075%, pH 7.4 a 37 °C por 72 h. A la vez, se extrajo el ADN genómico para amplificar los genes ribosómicos 16S y el gen ansA3. La secuencia aminoacídica codificada por el gen ansA3 se predijo mediante análisis bioinformático. La producción de L-asparaginasa intracelular y extracelular se evaluó a diferentes niveles de glucosa, L-asparagina, NaCl y pH en el medio M9 modificado. Adicionalmente, las actividades enzimáticas de L-asparaginasa y L-glutaminasa se determinaron mediante cuantificación del amonio liberado por el método de Nessler. Así, Bacillus sp. M62 produjo el viraje del medio M9 modificado, obtuvo alta similitud y cercanía evolutiva con Bacillus licheniformis, se encontró que el gen ansA3 amplificado codificaba para 319 aa, dentro de la cual se predijo una secuencia patrón del sitio activo (GFVITHGTDTM ) y 15 sitios inmunogénicos. La producción de L-asparaginasa extracelular fue superior a la intracelular, la que se optimizó de 0.37 U/mL (0.24 U/mg) a 2.15 ± 0.39 U/mL (0.63 U/mg). Finalmente, se encontró que Bacillus sp. M62 presenta L-asparaginasa extracelular con mínima actividad de L-glutaminasa.

The aim of this study was to perform bioinformatics characterization and optimize the production of extracellular L-asparaginase from Bacillus sp. M62, isolated from the Maras salt ponds (Cusco). To achieve this, the production of L-asparaginase was verified by the change in color of modified M9 medium, containing 0.0075% bromophenol blue, at pH 7.4 and 37°C for 72 hours. Genomic DNA was extracted to amplify the 16S ribosomal genes and the ansA3 gene. The amino acid sequence encoded by the ansA3 gene was predicted using bioinformatic analysis. The production of intracellular and extracellular L-asparaginase was evaluated at different levels of glucose, L-asparagine, NaCl, and pH in modified M9 medium. Additionally, the enzymatic activities of L-asparaginase and L-glutaminase were determined by quantifying the released ammonium using the Nessler method. Bacillus sp. M62 showed the change in color of the modified M9 medium, high similarity, and evolutionary closeness to Bacillus licheniformis. The amplified ansA3 gene was found to encode for 319 amino acids, with a predicted active site pattern (GFVITHGTDTM) and 15 immunogenic sites. The production of extracellular L-asparaginase was found to be higher than intracellular L-asparaginase and was optimized from 0.37 U/mL (0.24 U/mg) to 2.15 ± 0.39 U/mL (0.63 U/mg). Finally, it was found that Bacillus sp. M62 presents extracellular L-asparaginase with minimal L-glutaminase activity.

Obtención de hidrolizados proteicos de leguminosas usando una proteasa recombinante de Pseudomonas aeruginosa M211 / Obtaining protein hydrolysates from leguminous using a recombinant protease from Pseudomonas aeruginosa M211

El género Pseudomonas es una fuente importante de proteasas; sin embargo, su uso está restringido en la industria alimentaria. El clonaje permite aprovechar la capacidad catalítica de estas enzimas mediante su producción en microorganismos inocuos. Por otro lado, las leguminosas son fuentes ricas en proteínas, a partir de las cuales se pueden obtener compuestos con valor agregado mediante procesos de hidrólisis enzimática. En este estudio, se produjo y caracterizó una proteasa recombinante (PT4) alcalina y termoestable de Pseudomonas aeruginosa M211, para la obtención de hidrolizados proteicos de leguminosas. Para ello, el gen de la proteasa se clonó en el vector pJET1.2/blunt utilizando E. coli DHalfa como hospedero. El análisis de la secuencia nucleotídica parcial de la proteasa indicó un 99 % de similitud con Peptidasas de la Familia M4 de Pseudomonas aeruginosa. La enzima recombinante presentó un peso molecular de 80 kDa, demostró ser activa y estable en condiciones alcalinas y termófilas con un pH y temperatura óptimos de 8 y 60 °C, respectivamente, y fue inhibida por EDTA. Además, hidrolizó proteínas de semillas de Glycine max, Phaseolus lunatus, Lupinus mutabilis y Erythrina edulis, obteniéndose fracciones peptídicas menores a 40 kDa. Esta proteasa recombinante se podría utilizar en la elaboración de hidrolizados proteicos funcionales a partir proteínas de distintas fuentes y residuos agroalimentarios.

The genus Pseudomonas is an important source of proteases; however, in the food industry the use of this bacterium is restricted. Cloning allows for the use of the proteolytic activity of Pseudomonas proteases through their production in innocuous microorganisms. Leguminous are protein-rich sources from which value-added compounds can be obtained through enzymatic hydrolysis. In this study, an alkaline and thermostable recombinant protease (PT4) from Pseudomonas aeruginosa M211 was cloned and characterized in order to obtain protein hydrolysates from leguminous. Therefore, protease gene was cloned into the pJET1.2 / blunt vector using E. coli DHalpha as a host. Analysis of protease partial nucleotide sequence showed 99% homology with Peptidases M4 Family from Pseudomonas aeruginosa. The molecular weight of the recombinant enzyme was 80 kDa, it was active and stable under alkaline and thermophilic conditions, presented an optimum pH and temperature of 8 and 60 °C, respectively, and was inhibited by EDTA. In addition, it hydrolysed Glycine max, Phaseolus lunatus, Lupinus mutabilis y Erythrina edulis proteins, obtaining peptide fractions less than 40 kDa. This recombinant protease could be used in the elaboration of functional hydrolysates using protein from different sources and agricultural waste.

Ausencia de asociación entre polimorfismos de los genes ABCB1 c.C3435T y ABCC2 c. -24C>T con epilepsia farmacorresistente en pacientes peruanos / Lack of association between ABCB1 and ABCC2 gene polymorphisms and drug-resistant epilepsy in Peruvian patients

Las variantes de los genes ABCB1 y ABCC2 han sido asociadas a mayor riesgo de epilepsia farmacorresistente pero tal proceso ha sido poco estudiado mediante comparaciones entre poblaciones. En Latinoamérica solo se han realizado 3 estudios. Objetivo: Evaluar la asociación entre las variantes C3435T del gen ABCB1 y -24C>T del gen ABCC2 con epilepsia farmacorresistente en pacientes peruanos atendidos en la Unidad de Epilepsia del Hospital Nacional Edgardo Rebagliati Martins (HNERM). Material y Métodos: Se analizaron muestras sanguíneas de 22 pacientes con epilepsia farmacorresistente y ocho pacientes con epilepsia de respuesta favorable a tratamiento farmacológico, entre Mayo 2016 y Junio 2017. La identificación de la variante C3435T del gen ABCB1 se realizó mediante reacción de cadena de la polimerasa y posterior digestión enzimática; la variante -24C>T del gen ABCC2 se obtuvo por secuenciación. Resultados: Se obtuvo una frecuencia alélica de 0,717 para C en la variante C3435T del gen ABCB1 y 0,967 para C en la variante -24C>T del gen ABCC2. La comparación de las frecuencias alélicas y genotípicas entre pacientes farmacorresistentes y farmacorrespondedores no mostró diferencia significativa, de lo cual se infiere ausencia de asociación entre la epilepsia farmacorresistente y las variantes C3435T del gen ABCB1 y -24C>T del gen ABCC2 (p>0.05). Conclusiones: En una muestra de pacientes peruanos con epilepsia, no se encontró asociación entre epilepsia farmacorresistente y los polimorfismos C3435T del gen ABCB1 y -24C>T del gen ABCC2.

Variants of the genes ABCB1 and ABCC2 have been associated with an increased risk of drug-resistant epilepsy; this phenomenon, however, has been scarcely tested by means of comparisons between populations: In Latin America there have only been 3 studies. Objective: To evaluate the association between the variants C3435T of the gene ABCB1, and --24C> T of the gene ABCC2 with drug-resistant epilepsy in Peruvian patients treated at the Epilepsy Unit of a Peruvian Hospital. Material and Methods: Blood samples from 22 patients with drug-resistant epilepsy and eight patients with pharmaco-responsive epilepsy were analyzed between May 2016 and June 2017. The identification of the C3435T variant of the ABCB1 gene was performed by polymerase chain reaction (PCR) and subsequent enzymatic digestion; the -24C>T variant of the ABCC2 gene was obtained by sequencing. Results: An allelic frequency of 0.717 was obtained for C in the C3435T variant of the gene ABCB1, and 0.967 for C in the-24C> T variant of the gene ABCC2. When genetic and allelic frequencies were compared between drug-resistant and drug-responsive patients no significant difference was observed, from which a lack of association between drug-resistant epilepsy and the C3435T variant of the gene ABCB1 and the -24C> T variant of the gene ABCC2 (p>0.05) was inferred. Conclusions: In a sample of Peruvian patients with epilepsy, no association was found between drug-resistant epilepsy and the C3435T and -24C>T polymorphisms of the genes ABCB1 and ABCC2, respectively.

Determinación de secuencia y modelaje por homología de la lipasa de Marinobacter sp. LB / Sequence determination and homology modeling of lipase from Marinobacter sp. LB

Las lipasas de la familia I son reconocidas a nivel industrial por sus actividades catalíticas de esterificación, interesterificación y transesterificación. En esta investigación se caracterizó por análisis in silico a la lipasa de Marinobacter sp. LB aislado de las Salinas de Pilluana, San Martín. Con tal finalidad, se amplificó el gen lip mediante la reacción en cadena de la polimerasa (PCR) de punto final y la secuencia nucleotídica fue analizada in silico. Se elucidó la estructura terciaria empleando como molde a la lipasa 1EX9 de Pseudomonas aeruginosa PAO1 y se ejecutó el acoplamiento molecular con tres sustratos. El gen lip presentó 927 pb y la proteína madura, 284 aminoácidos. La lipasa posee un peso molecular de 29.99 kDa y un pI de 8.89. Asimismo, se identificaron residuos Ser78, Asp229 e His251, típicos de la triada catalítica de una lipasa de la familia I. Además, se evidenciaron once α-hélices periféricas y siete láminasβ internas. La región del bolsillo de unión y su afinidad por lípidos fue demostrada realizando acoplamientos moleculares con trioctanoina, tributirina y trioleina, con energías de -314.28, -248.11 y -215.44 kcal/mol, respectivamente; siendo los aminoácidos de interacción Asn167, Lys106, Trp172, Thr164, Ala179. En conclusión, la estructura tridimensional de la lipasa de Marinobacter sp. LB fue construida por modelamiento homólogo y validada en base a la calidad estereoquímica y el entorno de sus aminoácidos; mientras que, los análisis de acoplamiento con sustratos de lipasas permitieron evidenciar los aminoácidos que participan en el bolsillo de unión.

Family I lipases are industrially recognized for their catalytic activities of esterification, interesterification and transesterification. In this study, Marinobacter sp. LB lipase isolated from Salinas de Pilluana, San Martín was characterized by in silico analysis. For this purpose, lip gene was amplified by conventional Polymerase Chain Reaction (PCR) and nucleotide sequence was analyzed in silico. The tertiary structure was elucidated using the 1EX9 lipase from Pseudomonas aeruginosa PAO1 as a template and molecular docking was executed with three substrates. The lip gene had 927 bp and mature protein, 284 amino acids. The lipase had a molecular weight of 29.99 kDa and pI of 8.89. Also typicall catalytic triad residues of family I lipases (Ser78, Asp229 and His251) were identified. In addition, eleven peripheral α-helixs and seven internal β-sheets were found. Binding pocket and its affinity for lipids were demonstrated by making molecular couplings with trioctanoin, tributyrin and triolein, with energies of -314.28, -248.11 and -215.44 kcal/mol, respectively; amino acids of interaction being Asn167, Lys106, Trp172, Thr164, Ala179. In conclusion, a 3D structure of Marinobacter sp. LB lipase was built using homologous modeling and validated based on the stereochemical quality and amino acids environment; while docking analysis with lipases substrates allowed to demonstrate the amino acids that participate in the binding pocket.

Fraccionamiento y caracterización electroforética de las proteínas de la semilla de kañihua (Chenopodium pallidicaule Aellen) / Fractionation and electrophoretic characterization of (Chenopodium pallidicaule Aellen) kanihua seed proteins

Kanihua (Chenopodium pallidicaule Aellen) is a Chenopodiacea of the andean region, that contains between 15 and 19% protein, with essential amino acids. The objective of the study was to fractionate and electrophoretically characterize the proteins of kanihua seed varieties Cupi-Sayhua and Ramis. In the whole meal, the proximal analysis and fractionation were performed, and the flour was fractionated by five techniques according to Osborne solubility to obtain albumins, globulins, prolamins andglutelins. The methodology, solvents and extraction time were optimized; and the electrophoretic profiles of the fractions were identified. The highest protein content (p≤ 0.05) was of kanihua flour and its protein fractions, compared to kiwicha and wheat. The highest percent yield (p≤ 0.05) during 1 h of sequential extraction of the protein fractions, was obtained with the Rodriguez y et.al., technique for albumins and glutelins, and with the technique described by Barba de la Rosa y et.al., for globulins and prolamins. The following results were foundin Ramis and Cupi-Sayhua kanihua: albumins: 15.4±0.3 and 15.8±0.3%, globulins 7S: 24.1±0.5 and 26.3±1.0%, globulins 11S: 25.7±1.0 and 26.7±1.0%, prolamins: 9.6±0.1 and 9.9±0.5% and glutelins: 22.9±0.1 and 21.5±1.4%, respectively The electrophoretic profile showedpatterns similar in number of bands and differences in concentration in both varieties.

La kañihua (Chenopodium pallidicaule Aellen) es una Chenopodiacea de la región andina, que contiene entre 15 y 19% de proteínas, con aminoácidos esenciales. El objetivo del presente estudio fue fraccionar y caracterizar electroforéticamente las proteínas de la semilla de kañihua variedades Ramis y Cupi-Sayhua. En harina integral se realizó el análisis proximal y fraccionamiento, luego, la harina se fraccionó mediante cinco técnicas según la solubilidad de Osborne para obtener albuminas, globulinas, prolaminas y glutelinas. Se optimizó la metodología, solventes y tiempo de extracción; e identificaron los perfiles electroforéticos de las fracciones. El mayor contenido proteínico (p≤ 0,05) fue de la harina de kañihua y sus fracciones proteicas, en comparación a kiwicha y trigo. El mayor rendimiento porcentual (p≤ 0,05) durante 1 h de extracción secuencial de las fracciones proteicas, se obtuvo con la técnica de Rodríguez y et.al., para albuminas y glutelinas, y con la técnica de Barba de la Rosa y et.al., para globulinas y prolaminas. Se encontró en kañihua Ramis y Cupi-Sayhua, albúminas: 15,4±0,3 y 15,8+0,3%; globulinas: 7S 24,1±0,5 y 26,3+1,0%; globulinas 11S: 25,7+1,0 y 26,7+1,0%; prolaminas: 9,6+0,1 y 9,9+0,5% y glutelinas: 22,9+0,1 y 21,5+1,4%, respectivamente. El perfil electroforético mostró patrones similares en número de bandas y diferentes en concentración en ambas variedades.

Caracterización de bacterias halófilas productoras de amilasas aisladas de las Salinas de San Blas en Junín / Characterization of halophilic bacteria producing amylase isolated from San Blas Salterns in Junin

El objetivo de este estudio fue caracterizar bacterias halófilas con actividad amilolítica provenientes de las Salinas de San Blas-Junín, ubicadas en los Andes peruanos aproximadamente a 4100 m de altitud. Este estudio se realizó con 34 bacterias aisladas de muestras de suelos las cuales se cultivaron en agar agua de sales (SW) 5 % conteniendo extracto de levadura 0,5 % y almidón 1 %. El 41 % de bacterias mostró la capacidad de hidrolizar almidón, éstas fueron caracterizadas mediante pruebas fisiológicas y bioquímicas convencionales. Tres bacterias fueron Gram-negativas y once Gram-positivas. El 21 % (3/14) creció en un amplio rango de concentración de sales, entre 5 y 20 %. El 14 % (2/14) de las bacterias presentó actividad lipolítica, proteolítica y nucleolítica, y el 29 % (4/14), presentó actividad proteolítica y nucleolítica. Las bacterias se identificaron mediante los perfiles de restricción de los genes ribosómicos 16S amplificados, las enzimas usadas fueron Hae III, BstU I, Hinf I y Cfo I. Los genes ribosómicos 16S de siete bacterias que presentaron perfiles de ADN diferentes se amplificaron, secuenciaron y analizaron mediante programas bioinformáticos. Del análisis fenotípico y molecular de las 14 bacterias amilolíticas se obtuvieron dos grupos, uno perteneciente al género Halomonas (3) y el otro, al género Bacillus (11). Las bacterias amilolíticas caracterizadas podrían ser de potencial uso a nivel industrial.

The aim of this study was to characterize halophilic amylolytic bacteria from San Blas Salterns-Junin, located in the Peruvian Andes at approximately 4 100 m of altitude. This study was conducted with 34 bacteria isolated from soil samples which were cultured in salt water medium (SW) 5 % containing 0,5 % yeast extract and 1 % starch. It was found that 41 % were starch-degrading bacteria, which were further characterized with conventional physiological and biochemical tests. Three bacteria were Gram-negative and eleven Gram-positive. Also, 21 % (3/14) was able to grow in a wide range of saltconcentration from 5 to 20 %. We reported that 14 % (2/14) of bacteria had all lipolytic, proteolytic and nucleolytic activity, and 29 % (4/14) had both proteolytic and nucleolytic activity. Bacteria were identified by restriction 16S ribosomal genes profiles, enzymes used were Hae III, BstU I, Hinf I and Cfo I. 16S ribosomal genes of seven isolated wich showed different DNA profiles were amplified, partial sequenced and analyzed using bioinformatic programs. By both phenotypic and molecular analysis of 14 amylolytic bacteria two groups were obtained, one belonged to the genus Halomonas (3) and the other, to the genus Bacillus (11). The characterized amylolytic bacteria could have a potential industrial use.

Clonaje y caracterización molecular in silico de un transcrito de fosfolipasa A2 aislado del veneno de la serpiente peruana Lachesis muta / Molecular cloning and characterization in silico of phospholipase A2 transcripto isolated from Lachesis muta peruvian snake venom

Objetivo. Aislar y caracterizar in silico un transcrito del gen de fosfolipasa A2 (PLA2) aislado del veneno de Lachesis muta de la Amazonía peruana. Materiales y métodos. Se amplificó el transcrito del gen sPLA2 mediante la técnica de RT-PCR a partir de RNA total utilizando cebadores específicos, el producto de DNA amplificado se insertó en el vector pGEM para su posterior secuenciación. Mediante análisis bioinformático de la secuencia nucleotídica se determinó un marco de lectura abierta de 414 nucleótidos que codifica 138 aminoácidos, incluyendo16 aminoácidos del péptido señal, el peso molecular y el pI fueron de 13 976 kDa y 5,66 respectivamente. Resultados. La secuencia aminoacídica denominada Lm-PLA2- Perú, contiene Asp49, así como Tyr-28, Gly-30, Gly-32, His-48, Tyr52, Asp99 importantes para la actividad enzimática. La comparación de Lm-PLA2-Perú con las secuencias aminoacídicas de los bancos de datos mostró 93 por ciento de similitud con las sPLA2 de Lachesis stenophrys y más del 80 por ciento con otras sPLA2 de venenos de la familia Viperidae. El análisis filogenético de la secuencia nucleotídica del transcrito del gen sPLA2 indica que Lm-PLA2-Perú se agrupa con otras sPLA2 [Asp49] ácidas previamente aisladas del veneno de Bothriechis schlegelii con un 89 por ciento de identidad. El modelaje tridimensional de Lm-PLA2-Perú, presenta una estructura característica de sPLA2 del Grupo II formada por tres hélices-α, una lámina-β, una hélice corta y un lazo de unión con calcio. Conclusión. La secuencia nucleotídica corresponde al primer transcripto del gen de PLA2 clonado a partir del veneno de la serpiente Lachesis muta, que habita en la selva del Perú.

Objective. Isolate and characterize in silico gene phospholipase A2 (PLA2) isolated from Lachesis muta venom of the Peruvian Amazon. Material and methods. Technique RT-PCR from total RNA was using specific primers, the amplified DNA product was inserted into the pGEM vector for subsequent sequencing. By bioinformatic analysis identified an open reading frame of 414 nucleotides that encoded 138 amino acids including a signal peptide of 16 aminoacids, molecular weight and pI were 13 976 kDa and 5.66 respectively. Results. The aminoacid sequence was called Lm-PLA2-Peru, contains an aspartate at position 49, this aminoacid in conjunction with other conserved residues such as Tyr-28, Gly-30, Gly-32, His-48, Tyr52, Asp99 are important for enzymatic activity. The comparison with the amino acid sequence data banks showed of similarity between PLA2 from Lachesis stenophrys (93 percent) and other PLA2 snake venoms and over 80 percent of other sPLA2 family Viperidae venoms. A phylogenetic analysis showed that Lm-PLA2-Peru grouped with other acidic [Asp49] sPLA2 previously isolated from Bothriechis schlegelii venom showing 89 percent nucleotide sequence identity. Finally, the computer modeling indicated that enzyme had the characteristic structure of sPLA2 group II that consisted of three α-helices, a β-wing, a short helix and a calcium-binding loop. Conclusion. The nucleotide sequence corresponding to the first transcript of gene from PLA2 cloned of Lachesis muta venom, snake from the Peruvian rainforest.

Mutación F508 en pacientes diagnosticados con fibrosis quística del Instituto de Salud del Ni±o / Mutation F508 in patients diagnosed with cystic fibrosis of the Institute of Health of the Child

El objetivo de este trabajo fue detectar la mutación delta F508 en el gen CFTR en pacientes diagnosticados con Fibrosis Quística (FQ) del Servicio de Neumología del Instituto Especializado de Salud del Ni±o. En el estudio participaron once pacientes diagnosticados con FQ, cuyos padres firmaron un consentimiento informado. Se extrajo ADN genómico de muestras de sangre y se amplificó el exón 10 del gen CFTR por la reacción en cadena de lapolimerasa con cebadores específicos. El polimorfismo en el producto amplificado se determinó usando la enzima Mbol y electroforesis en geles de agarosa. Se identificaron cuatro pacientes heterocigotos con la mutación delta F508, lafrecuencia alélica estimada fue de18.2 por ciento para la mutación delta F508 en la población con FQ estudiada. Se concluye que la mutación delta F508 fue detectada en 4 de los 11 pacientes con diagnóstico de FQ.

To detect the delta F508 mutation in CFTR gene in patients diagnosed with cystic fibrosis (CF) from Neumology Service at Instituto Especializado de Salud del Ni±o, eleven individuals diagnosed with CF were taken, the parents of the patients previously signed an informed consent. Genomic DNA from blood samples was extracted and it was amplified exon 10 of CFTRgene by polymerase chain reaction with specific primers. Polymorphisms in the amplified products were analyzed using Mbol enzyme and agarose gel electrophoresis. Four heterozygote patients with the delta F508 mutation were detected. Allelic frequency was estimated in 18.2 per cent for the delta F508 mutation in the studied CF population. In conclusion, the delta F508 mutation was detected in 4 of 11 CF patients.