Biotechnological applications of archaeal enzymes from extreme environments

To date, many industrial processes are performed using chemical compounds, which are harmful to nature. An alternative to overcome this problem is biocatalysis, which uses whole cells or enzymes to carry out chemical reactions in an environmentally friendly manner. Enzymes can be used as biocatalyst in food and feed, pharmaceutical, textile, detergent and beverage industries, among others. Since industrial processes require harsh reaction conditions to be performed, these enzymes must possess several characteristics that make them suitable for this purpose. Currently the best option is to use enzymes from extremophilic microorganisms, particularly archaea because of their special characteristics, such as stability to elevated temperatures, extremes of pH, organic solvents, and high ionic strength. Extremozymes, are being used in biotechnological industry and improved through modern technologies, such as protein engineering for best performance. Despite the wide distribution of archaea, exist only few reports about these microorganisms isolated from Antarctica and very little is known about thermophilic or hyperthermophilic archaeal enzymes particularly from Antarctica. This review summarizes current knowledge of archaeal enzymes with biotechnological applications, including two extremozymes from Antarctic archaea with potential industrial use, which are being studied in our laboratory. Both enzymes have been discovered through conventional screening and genome sequencing, respectively.

Identificação, classificação e anotação de enzimas análogas em tripanossomatídeos / Analogous enzymes identification, classification and notation in trypanosomatids

As enzimas são proteínas capazes de catalisar reações químicas. As enzimas análogas, ou formas alternativas de uma determinada função enzimática, são entidades bastante interessantes para o desenvolvimento de estudos sobre a evolução de genes e vias metabólicas porque possuem origem evolutiva independente. As enzimas análogas também representam potenciais alvos para drogas, muitas vezes ignorados e/ou subestimados devido aos próprios critérios de busca e seleção destes alvos, usualmente baseados na especificidade de funções enzimáticas e não na origem evolutiva das diferentes formas de uma determinada enzima.Neste trabalho, foi implementada uma ferramenta (AnEn?) capaz de: agrupar seqüências primárias protéicas e visualização dos mesmos; realizar buscas por similaridade via BLAST e/ou HMMER e reconstruir mapas metabólicos. Com esta ferramenta foi possível analisar dados sobre a presença/ausência de determinadas funções enzimáticas nos genomas de Trypanosoma cruzi, Trypanosoma brucei e Leishmania major. Estes dados foram compilados, armazenados e analisados. Além disso, foi estudada a variabilidade das vias metabólicas, levando em conta a existência de eventos de analogia entre os tripanossomatídeos e humanos. A ferramenta foi utilizada na compilação de uma lista de possíveis alvos para desenvolvimento de novas drogas.

Predicting enzyme class from protein structure using Bayesian classification

Predicting enzyme class from protein structure parameters is a challenging problem in protein analysis. We developed a method to predict enzyme class that combines the strengths of statistical and data-mining methods. This method has a strong mathematical foundation and is simple to implement, achieving an accuracy of 45%. A comparison with the methods found in the literature designed to predict enzyme class showed that our method outperforms the existing methods.

Influencia del a-Factor sobre la expresión de IDShr en Pichia pastoris: Revisión sistemática de literatura y análisis computacional / Influence of a-Factor over the expression of hrIDS in Pichia pastoris: Literature review and computational analysis

En la búsqueda de alternativas para mejorar la expresión de la enzima Iduronato Sulfatasa (IDSh) en la levaduraPichia pastoris, se realizó una Revisión Sistemática de la Literatura con el fin de recopilar información quepermitiera relacionar los niveles de expresión de proteínas humanas recombinantes con la señal de secreción y las características propias de la molécula a expresar. Se hallaron 349 publicaciones de las cuales sólo 7 (2)porciento reportaron la expresión de proteínas que cumplían con los criterios de inclusión manejados en el estudio. Con la información obtenida en los 7 artículos se realizó una prueba de hipótesis tomando como muestras los datos recopilados y un análisis cualitativo de la información, con los cuales se evidenció que al reemplazar la señal de secreción nativa por el a-Factor como péptido líder se incrementa el nivel de expresión de proteínas humanas recombinantes en P. pastoris (p=0.053). Se encontró que la eliminación de la secuencia que codifica para el péptido nativo heterólogo en el ADNc de la proteína, es imprescindible para que el a-Factor pueda favorecer la secreción de proteínas heterólogas y por consiguiente incrementar el nivel de expresión. En el caso de la IDShr se halló que en la construcción GS115/pPIC9-IDS, aparecen dos secuencias de péptido señal al mismo tiempo, la nativa de la IDSh y la putativa proveniente de Saccharomyces cerevisiae; sin embargo, se han obtenidos expresiones hasta de ~30mmol/h mg de proteína, lo que deja la incógnita de un posible conflicto en el reconocimiento erróneo de una u otra señal de secreción, teniendo en cuenta el grado de hidrofobicidad de ambas.

El mapa enzimático en la catarata senil humana / Enzymatic map in the human senile cataracts

Se ha señalado que las cataratas seniles están asociadas con cambios muy marcados en la actividad enzimática del cristalino. Por esta razón, en el presente estudio se determinó la actividad de las siguientes enzimas: aldolasa (ALD), isocítrico dehidrogenasa (ICD), colinesterasa (CHE), leucín aminopeptidasa (LAP), 5ïNucleotidasa (5ï-N) y ceruloplasmina (Cp) en cataratas seniles y en cristalinos sanos. La actividad enzimática en el cristalino normal es similar a la que se detecta en las diferentes especies. En las cataratas seniles se encontró una disminución (p<0,05) en la actividad de ALD, ICD, LAP y 5ï-N, sin cambio en la CHE y en la Cp. La disminución en las enzimas glucolíticas (aldolasa e isocítrico dehidrogenasa) determinan un "bloqueo parcial" de la glicólisis necesaria para producir la energía y mantener la transparencia del cristalino. La reducción en la actividad de la LAP favorece la acumulación, la agregación y la precipitación de las proteínas y de los péptidos que se produce en los cristalinos envejecidos. Estos agregados se consideran importantes en el desarrollo de la catarata. La pérdida de Zn elevado a la 2+ en las cataratas seniles explica en parte la disminución de la 5ï-N y de la LAP. Se discuten estos resultados y se concluye que los cambios enzimáticos alteran el metabolismo normal del cristalino y causan la catarata senil. Es de interés señalar que la 5ï-N y la ceruloplasmina es la primera vez que se miden en el cristalino tanto normal como cataratoso. La Cp representa un mecanismo de protección contra los radicales libres que se generan por efecto de la luz sobre el cristalino y otros tejidos oculares y será objeto de estudios ulteriores

Revisión: extracción microbiológica y enzimática de pectina / Microbial and enzymatic extraction of pectin: a review

A nivel mundial se producen grandes cantidades de residuos agroindustriales ricos en polisacáridos tales como las sustancias pécticas. Algunos de estos desechos se emplean en la producción de pectina. Actualmente, la pectina se extrae industrialmente por métodos fisicoquímicos, pero recientemente se han desarrollado métodos biológicos alternativos. En la presente revisión se describen las principales características de las sustancias pécticas y de las enzimas pécticas. Se comenta el método tradicional de extracción por vía química de pectina para luego discutir y comparar detalladamente los métodos de extracción enzimático y microbiológico de pectina

Purification and characterization of thermostable xylanases from thermophilic Humicola sp. and their application in pulp improvement

A linhagem termófila Humicola sp., que foi isolada de madeira em decomposiçäo, produz xilanases extracelulares termoestáveis a 50oC. As xilanases foram purificadas e foram encontradas 3 fraçöes de proteínas com atividade de xilanase. As características das 3 xilanases foram estudadas. Verificou-se que a xilanase I é uma endoxilanase; a xilanase II é uma xilosidase (exoxilanase) enquanto que a xilanase III é uma endoxilanase que também apresenta atividade de arabinosidase e CMCase. O tratamento da polpa "Kraft" branqueada obtida de eucalipto com enzima purificadas e bruta aumentou o brilho da polpa quando comparada com a polpa sem este tratamento. Xilanase I e xilanase bruta aumentaram a viscosidade da polpa enquanto xilanase II e III diminuíram a viscosiddade devido à presença de atividade CMCase

Estudio multicéntrico abierto para determinar la eficacia del perindopril en pacientes hipertensos venezolanos / An open multicentric study to determine the eficacy of perindopril on venezuelan hypertensive patients

La aceptabilidad y eficacia antihipertensiva del PERINDOPRIL, un inhibidor de la Enzima Convertidora de la Angiotensina (IECA) fue evaluada en 245 pacientes con hipertensión Arterial leve a severa, en un Estudio Venezolano Multicéntrico Abierto de 3 meses de duración. Los pacientes fueron seleccionados si la Presión Arterial Diastólica (PAD) era mayor o igual a 95 mmHg PERINDOPRIL fue iniciado a la dosis de 4 mg al día y si la PAD permanecía mayor de 90 mmHg podía incrementarse la dosis a 8 mg al mes de tratamiento, si al segundo més era necesario, podía agregarse Tiazidas a bajas dosis (25 mg/día) Al ser incluidos en el estudio, los pacientes presentaban una edad promedio de 49,5 años y peso de 73,5 kgs, el porcentaje de reducción de PAD (menor e igual 90 mmHg) al final del estudio fue 19 por ciento (en posición Supina y de pié) y un 16 por ciento para la presión arterial sistólica (pié y acostado). El efecto colateral más frecuente observado fue la tos (2 por ciento). Los resultados muestran que PERINDOPRIL representa un efectivo y seguro tratamiento de la Hipertención Arterial

Cardiopatia chagasica y zimodemos de Trypanosoma cruzi en Chile / Chagas' cardiopathy and Trypanosoma cruzi zymodemes in Chile

Se hicieron cultivos de cepas de Trypanosoma cruzi aisladas en 97 pacientes chilenos, las cuales se centrifugaron para despues efectuar la lisis de los parasitos y obtener sus enzimas. Los extractos enzimaticos se sometieron a electroforesis y se utilizaron para identificar tres cepas designadas Z1, Z2a y Z2b. La cepa Z1, que se encontro en dos pacientes, era una cepa silvestre de T. cruzi transmitida por el insecto Triatoma spinolai; la cepa Z2a, que infecto a 16 pacientes era similar a la cepa brasilena (clon 3 Esmeraldo, Z2) y la cepa Z2b encontrada en 79 pacientes era semejante a la cepa Z2 de Bolivia (clon 1 SC43). No se hallaron diferencias estadisticamente significativas en la incidencia de alteraciones electrocardiograficas entre los pacientes infectados por las diferentes cepas, tal vez debido a que se considero un numero pequeno de enfermos. Sin embargo, la identificacion de la cepa Z1 indica que el hombre puede ser infectado por esta cepa silvestre transmitida por T. spinolai y que la infeccion puede producir cardiopatologias importantes. Por otro lado, la cepa aislada con mas frecuencia (Z2b) fue similar a la cepa boliviana Z2 de T. cruzi. Este hallazgo indica que es necesario llevar a cabo otros estudios estructurales del parasito para poder determinar si este u otros tipos de T. cruzi que se encuentran en Chile son cepas migratorias o autoctonas