Las lacasas, EC 1.10.3.2. p-difenol:dioxígeno óxido-reductasa, son cuproproteínas capaces de catalizar la oxidación de polifenoles, fenoles substituídos y diaminas mediante la reducción de oxígeno a agua. El mecanismo de reacción general de las lacasas consiste en la oxidación del substrato fenólico que genera un radical libre (fenoxil). Estas especies activas pueden ser convertidas en quinonas durante una segunda etapa de oxidación. Las lacasas de hongos ligninolíticos tienen un alto potencial de aplicación ambiental debido a su facilidad de separación, de purificación y producción en biorreactores, lo que facilita su producción a gran escala. _x000D_ _x000D_ La producción de lacasas por hongos ligninolíticos de los géneros Trametes, Pleurotus, Lentinula, Pycnoporus, Phanerochaete y Agaricus ha sido ampliamente estudiada debido a la facilidad con que estos microorganismos se cultivan in vitro y debido a que son excretadas al medio de cultivo. La abundante información reportada durante la última década demuestra el gran potencial de uso industrial de las lacasas en áreas como la ambiental (biorremediación de suelos y aguas), de alimentos (estabilización de bebidas alcohólicas y procesamiento de jugos de frutas) y farmacéutica (determinación de morfina y ácido ascórbico). Sin embargo, la aplicación de lacasas a nivel comercial ha sido limitada debido a que estas enzimas son producidas en pequeñas cantidades (decenas de unidades por mililitro) de manera constitutiva, lo que da como resultado un alto costo en el mercado. Por otra parte, en la mayoría de los hongos ligninolíticos se han detectado la producción de más de una isoforma, constitutiva o inducible, en función de la composición del medio de cultivo y del uso de diversos inductores._x000D_ _x000D_ En un proyecto previo del grupo de trabajo proponente (DGAPA-UNAM IN217909) se llevó a cabo el “Desarrollo de un proceso en dos etapas para la producción de lacasas por Pleurotus ostreatus”. Este proyecto demostró que Pleurotus ostreatus CP-50 produce dos isoformas de lacasas con propiedades catalíticas diferentes a las reportadas previamente que las hacen potencialmente atractivas para su uso y que podría indicar la existencia de isoformas diferentes a las producidas por otras cepas de Pleurotus. _x000D_ _x000D_ Por tal motivo es importante secuenciar los genes de estas isoformas para definir si efectivamente son novedosas o no. Asimismo, se encontró que es posible incrementar la producción de éstas enzimas mediante un proceso de dos etapas donde, en la primera de éstas, se estimula el crecimiento para, en una segunda, estimular la producción de las enzimas mediante la adición de cobre y/o lignina a la mitad de la fase exponencial de crecimiento del hongo. Nuestros resultados indican que existe un efecto sinérgico del cobre y la lignina, adicionados simultáneamente, incrementándose la actividad volumétrica total hasta en 10 veces con respecto a los cultivos control. _x000D_ _x000D_ Sin embargo, para lograr un mejor entendimiento de la fisiología del cultivo es importante estudiar si este incremento de la actividad volumétrica está relacionado con los niveles de transcripción de los genes de las lacasas o bien es un efecto indirecto el que determina la producción de las enzimas. Por otra parte, se llevaron a cabo cultivos sumergidos en fermentador de 10 L. Se encontró que, dentro del rango estudiado, el crecimiento del P. ostreatus se incrementó en condiciones de alta agitación, mientras que la producción específica de lacasas fue mayor en cultivos llevados a cabo a velocidades de agitación bajas. Aquí es importante determinar si el efecto observado tiene su origen en el estrés hidrodinámico generado por la agitación mecánica o bien es el resultado de la disponibilidad de oxígeno en el sistema. Asimismo, es importante evaluar el efecto de la agitación y del oxígeno disuelto sobre los niveles de transcripción de los genes de las lacasas de Pleurotus ostreatus CP-50. _x000D_ _x000D_ Este proyecto propone llevar a cabo un estudio de los niveles de transcripción de los genes de lacasas de Pleurotus ostreatus CP-50 en función de la adición de cobre y/o lignina así como de las condiciones de proceso (agitación y oxígeno disuelto). Este proyecto contribuirá a la formación de un estudiante de licenciatura y dos estudiantes de maestría. Asimismo, se pretende publicar dos artículos científicos en revistas internacionales indizadas._x000D_

Resultados previos del grupo de trabajo han puesto en evidencia que Pleurotus ostreatus CP-50 dos lacasas con alta afinidad catalítica para diversos sustratos y con el peso molecular más bajo de los reportados en la literatura (Flores y col., 2009). Sin embargo, es necesario secuenciar los genes involucrados con el fin de determinar de manera definitiva si estas isoenzimas son novedosas o no. Asimismo, es importante determinar si el incremento en la producción de lacasas en cultivos de Pleurotus ostreatus CP-50 adicionados con cobre y/o lignina está mediada por un incremento en los niveles de transcripción de los genes involucrados. Es interesante enfatizar que no existen antecedentes en las literatura donde se estudie a nivel transcripcional el uso, de manera simultánea, dos potenciales inductores. Por otra parte, el estudio de la relación entre la síntesis de lacasas, el nivel de transcripción génica y parámetros de proceso (en este caso agitación y oxígeno disuelto) no ha sido reportado previamente.