El presente proyecto pretende avanzar en la caracterización del sistema cutinolítico de Aspergillus nidulans así como en las posibilidades de aplicación de estas enzimas. En etapas previas se demostró que el extracto enzimático de Aspergillus nidulans PW1 era capaz de realizar transformaciones químicas de productos de interés en el sector alimentario, particularmente en moléculas con actividad antioxidante (Peña Montes, 2009). En el genoma del microorganismo se detectó la presencia de cuatro cutinasas y mas de setenta esterasas, y se reportó por primera vez una cutinasa con actividad similar a esterasa, de la que se reportaron sus propiedades bioquímicas (Castro Ochoa, 2012). Se caracterizaron las enzimas purificadas a partir del extracto (Bermúdez, 2013, Vega, 2013), se aislaron los genes correspondientes a dos de ellas (Bermúdez, 2013) y se ha avanzado en la clonación y expresión de los genes correspondientes a las otra dos cutinasas (Hernández, en preparación). La caracterización de las enzimas recombinantes producidas por los cuatro genes es el principal objeto de este proyecto, con particular énfasis en el análisis de la estructura de las proteínas en respuesta a cambios de temperatura, que parece ser un elemento distintivo de las cutinasas hasta ahora estudiadas por el grupo, de acuerdo a la caracterización bioquímica efectuada previamente. Asimismo, es necesario profundizar en la caracterización de las mismas en términos cinéticos para tener elementos para compararlas con las otras dos cutinasas estudiadas a profundidad, las producidas por Fusarium pisi y Aspergillus oryzae. La información de la que se dispone indica diferencias importantes entre las denominadas ANCUT 1 y ANCUT2 en su afinidad por el sustrato natural, la cutina, aspecto que también será explorado. No están reportadas las propiedades de las enzimas ANCUT3 ni ANCUT4, puesto que su producción no ha sido detectada en las condiciones de crecimiento evaluadas, por lo que la caracterización de las enzimas recombinantes será fundamental para entender el sistema cutinolítico del microorganismo, cuya regulación es también objeto de estudio en el presente proyecto. Finalmente, a los sustratos previamente evaluados en la caracterización de estas enzimas se añadirá la de degradación de poliésteres, pues se abriría entonces una nueva área de aplicación en el tratamiento de residuos de estos productos. Se emplearán como modelo poliEcaprolactona, polibutilen succinato coadipato, poliLlláctido, entre otros. La aplicación de estas enzimas requiere de la obtención de cantidades importantes de las mismas. Se explorarán dos estrategias: la optimización de condiciones de producción en Pichia pastoris y el análisis del sistema regulatorio en A nidulans, para diseñar la estrategia de producción que permita obtener la mayor cantidad de catalizador.

El proyecto aportará elementos que permitan determinar el papel de las 4 enzimas cutinolíticas cuyos genes se encuentran codificados en el genoma de Aspergillus nidualns, tanto en términos fisiológicos como de gama de aplicaciones. La información obtenida complementará la disponible para determinar las condiciones ideales de operación de biocatalizadores diseñados para diferentes procesos. Se podrá saber si las cuatro enzimas o alguna de ellas tiene potencial para la degradación de poliésteres, que representan un grave problema ambiental. Se formará un doctor, al menos dos estudiantes de licenciatura y uno de maestría y se generarán al menos tres publicaciones arbitradas.