Miércoles, 15 de Agosto de 2018

Virología y microbiología

    Bioingeniería de enzimas de levaduras para generar compuestos bioactivos

 

 

2015 Grupo MFdez Lobato 400px
 


María Fernández Lobato

Bcompogrupo

Blistado

 

Resumen de Investigación:

Trabajamos con microorganismos de interés biotecnológico, básicamente hongos y levaduras, productores de compuestos bioactivos. Tratamos de conectar la generación de conocimiento con el desarrollo de aplicaciones biotecnológicas, y básicamente nos centramos en la caracterización de nuevas enzimas productoras de compuestos bioactivos, el análisis de sus determinantes estructurales-funcionales, su mejora operacional utilizando herramientas de biología molecular y en la obtención y caracterización de nuevas moléculas de posible utilidad industrial. Hemos patentado ya en distintos países la aplicabilidad industrial de la mayoría de las proteínas caracterizadas y diseñado métodos para su fijación a soportes sólidos.

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Estructura 3D de la fructofuranosidasa Xd-INV de Xanthophyllomyces dendrorhous, una enzima productora del prebiótico neokestosa. Zoom: detalle del centro activo unido a neoerlosa (fructosil maltosa).

 

Substratos en el sitio activo de la Ffase. A. Las seis unidades de la molécula de inulina (izquierda) y fructosilnistosa (derecha) se representan con esferas. B. Moléculas de inulina (marrón) y fructosilnistosa (verde lima) representadas en stick superimpuestas.

 

Durante los últimos años hemos caracterizando nuevas proteínas de levaduras no convencionales (incluidas en los géneros Xanthophyllomyces, Schwanniomyces, Rhodotorula, etc.) con actividad glicosiltransferasa, aplicables en la producción de azúcares con propiedades prebióticas. En general todas son glicosilhidrolasas (GH) estructuralmente incluidas en las familias GH32, 31, 13 y 2. Hemos resuelto la estructura 3D de la primera proteína de levadura incluida en la familia GH32, asignado una función al dominio beta-sandwich que está presente en todos los miembros de la familia y probado que la oligomerización está implicada directamente en el reconocimiento del sustrato y especificidad. Mejorado enzimas y alterado su actividad biosintética utilizando técnicas de bioingeniería molecular. Más información en:  

Glicoenz200

   INMARE

 


 

Publicaciones relevantes:

  • Ramírez-Escudero, M., M. Gimeno-Pérez, B. González, D. Linde, Z. Merdzo, M. Fernández-Lobato* and J. Sanz-Aparicio* (2016) Structural Analysis of β-Fructofuranosidase from Xanthophyllomyces dendrorhous Reveals Unique Features and the Crucial Role of N-glycosylation in Oligomerization and Activity. J. Biol. Chem (doi/10.1074/jbc.M115.708495). *Both corresponding authors.
  • Gimeno-Pérez,M., D. Linde, L. Fernández-Arrojo, F. J. Plou, and M. Fernández Lobato (2015) Heterologous overproduction of β-fructofuranosidase from Xanthophyllomyces dendrorhous, an enzyme producing prebiotic sugars. Appl Microbiol Biotechnol. 98 (8) 3459-3467 (doi: 10.1007/s00253-014-6145-1).
  • de Abreu, M.A., Alvaro-Benito, M., Plou, F.J., Fernández Lobato, M.* and Alcalde, M.* (2013) Synthesis of 6-kestose using a highly efficient β-fructofuranosidase engineered by directed evolution. Adv. Synth. Catal. 355 (9), 1698-1702. * Both corresponding authors. (doi: 10.1002/adsc.201200769).
  • Linde, D., Estévez, M., Plou, F. J. and Fernández Lobato, M. (2012) Analysis of the neofructooligosaccharides production mediated by the extracellular β-fructofuranosidase Xd-INV from Xanthophyllomyces dendrorhous. Bioresour. Technol. 109, 123-130 (doi: 10.1016/j.biortech.2012.01.023)
  • Alvaro-Benito, M., Sainz-Polo, M.A., González, B., Plou, F.J., Fernández-Lobato*, M. and Sanz-Aparicio*, J. (2012) Structural and kinetic insight reveal that the amino acid pair Gln-228/Asn-254 modulates the transfructosylating specificity of Schwanniomyces occidentalis β-fructofuranosidase, and enzyme that produces prebiotics. J. Biol. Chem. 287, 19674-19686. *Both corresponding authors. (doi:10.1074/jbc.M112.355503)

 

Patentes seleccionadas:

P200402994. New enzyme for the prebiotic production: WO 2006/064078 A1; PCT-ES2005/070177; Europa No 05825223.0. Primer premio a la mejor patente Madrid+d 2008.

P200501875. New fructofuranosydase for prebiotic oligosaccharides obtaining: PCT-ES2006/000435. Europa Nº 06807883.1; USA No. 11/997.233

P200503195. "New fructofuranosydase for the 6-kestose production: PCT-ES2006/000693; Europea No. 06841745-0; USA No. 12/159.164; Japón No. 2008-547993.

P200930001. Biocatalizador inmovilizado basado en alginato para la biotransformación de carbohidratos: PCT-ES2010/070104


 

Tesis doctorales seleccionadas:

  • Patricia Gutiérrez Alonso (2013) Caracterización de dos glicosiltransferasas de oligosacáridos prebióticos de las levaduras Phaffia rhodozyma y Rhodotorula dairenensis. UAM.
  • Miguel Antonio de Abreu Felipe (2011) Studies aimed at improving the funtionality of non-conventional yeast enzymes able to synthesize prebiotic oligosaccarides. UAM. European Program
  • Miguel Álvaro Benito (2011) The study of β-fructofuranosidase from Schwanniomyces occidentalis reveals new functional elements in the family GH32 of glycosyltransferases and an unconventional genetic code use in this yeast. UAM. European Program
  • María Dolores Linde López (2010) Caracterización Bioquímica, molecular y estructural de una -fructofuranosidasa con capacidad transferasa de la levadura Phaffia rhodozyma aplicable a la producción de oligosacáridos prebióticos. UAM

 

Galería de Imágenes:

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