Crecimiento de hongos filamentosos y actividad enzimática de esterasas cutinolíticas en fermentación sólida

Abstract

Las esterasas cutinolíticas (EC 3.1.1.73) son enzimas que catalizan la sintesis e hidrólisis de los enlaces éster de la cutina, de esteres carboxilicos, triglicéridos y alcoboles primarios. Dichas enzimas son empleadas en la síntesis orgánica, en la industria alimentaria, en la producción de biocombustibles y en procesos de biorremediacion. La demanda de enzimas cutinoliticas requiere del desarrollo de estrategias de cultivo e inductores altemativos frente a los inconvenientes de la obtención y purificación de la cutina natural para evaluar su producción. En el presente trabajo se evaluó el crecimiento y la actividad enzimática de esterasas cutinolíticas de los hongos filamentosos Trichoderma harzianum, Fusarium culmorum y Neurospora sitophila en fermentación sólida con espuma de poliuretano como soporte en un medio conteniendo cutina GMS (monoesterato de glicerilo). Se emplearon 4 medios de cultivo. 1) glucosa-extracto de levadura y sales minerales (GEL), 2) GEL + 1 g de cutina/L, 3) GEL + 3 g de cutina/L y 4) GEL + 5 g de cutina/L. Como resultado, la incorporación de 1,3 y 5g de cutina/L produjo un aumento significativo en los valores de y y Xear con respecto al medio testigo. De igual modo, el contenido de proteína de I. harzianum, F. culmorum y N. sitophila incrementó a mayor concentración de cutina de manera congruente con la producción de biomasa, así como la rápida disminución de los azúcares presentes en los medios de cultivo. La mayor producción de esterasas (Enax) fue de 433.01, 427.42 y 351.72 UI/L en el medio GEL + 5g de cutina/L para T. harzianum, F. culmorum y N. sitophila respectivamente. Mientras que en el análisis zimográfico fue posible la detección de bandas de actividad de esterasas de aproximadamente 25 kDa en los cuatro medios de cultivo pero de mayor intensidad en los medios con cutina. Además otras dos isoenzimas con pesos moleculares de 40 y 150 kDa fueron detectadas a partir de las 48h de cultivo de T. harzianum y de 60 y 150 kDa a las 72h de cultivo de F, culmorum, Por otro lado, N. sitophila demostró producir enzimas cutinolíticas que fueron detectadas en los geles con una banda de actividad de aproximadamente 150 kDa de mayor intensidad en respuesta al aumento en la concentración de cutina. Finalmente, tanto T. harzianum, como F, culmorum y N. sitophila presentaron actividad enzimática de esterasas cutinolíticas de forma constitutiva e inducible y su actividad no se vio reprimida por la glucosa en el medio. Además, la cutina GMS puede ser empleada como fuente de carbono y como inductor en la producción de esterasas cutinolíticas.