Optimización de la producción heteróloga de la enzima α-galactosidasa de "Saccharomyces cerevisiae" a partir de residuos agroindustriales

Abstract

Las α-galactosidasas son enzimas que actúan sobre galactósidos presentes en muchos vegetales que son destinados a la elaboración de alimentos y piensos. Es por ello, que el aprovechamiento de la actividad catalítica de estas enzimas es de gran interés en numerosas aplicaciones biotecnológicas, especialmente aquellas dirigidas, en la industria alimentaria, a la degradación de oligosacáridos derivados de la rafinosa (RFOs). En la presente Tesis Doctoral se proponen estudios de caracterización enzimática y sistemas de producción heteróloga de la α-galactosidasa de Saccharomyces cerevisiae para valorar las posibilidades de su uso en procesos productivos industriales. Se confirma que la enzima pertenece al Grupo 1 de α-galactosidasas según la acción sobre galactomano-oligosacáridos sintéticos y presenta una fuerte resistencia a proteasas ácido-neutras, cualidad deseable a nivel industrial. La mejora genética de una cepa de S. cerevisiase y el uso de un sistema de expresión en Kluyveromyces lactis permitió la producción de la enzima a partir de residuos agroindustriales de difícil reciclaje, tales como las melazas de remolacha y el lactosuero. Se utilizó la Metodología de Superficie de Respuesta (MSR) para la optimización estadística de la producción de la enzima empleando medios de cultivo convencionales y medios alternativos más sostenibles, alcanzando los resultados más altos descritos hasta el momento expresados en términos de actividad α-galactosidasa extracelular. Finalmente, dado el interés actual en la reutilización y valorización de este tipo de residuos agroindustriales, se realizaron estudios de inmovilización enzimática utilizando preparaciones enzimáticas procedentes de dichas cepas recombinantes. El diseño de diferentes estrategias de inmovilización permitió aumentar la estabilidad operacional de diferentes derivatizados de la enzima que posibilita una ventaja adicional en su campo de acción según las necesidades del uso industrial.