Oxidoreductasas de alto potencial redox estables, activas y solubles diseñadas por evolución dirigida

Código: CMIBM2010.TO03. 

Un centro de investigación español ha desarrollado un proyecto sobre oxidoreductasas de alto potencial redox estables, activas y solubles diseñadas por evolución dirigida, que ha dado lugar a tres patentes.  Las enzimas de alto potencial redox diseñada por evolución dirigida tienen muchas aplicaciones, destacando su aplicación en el aprovechamiento de materiales lignocelulósicos (ej. residuos agrícolas) para la producción de biocombustibles (ej. Bioetanol) o para la producción de nuevos productos de alto valor.

El Centro busca empresas interesadas en estos resultados y en llegar a acuerdos de explotación de las patentes.

PATENTE 1: LACASAS DE ALTO POTENCIAL REDOX:

La invención describe el mutante OB-1 de la lacasa del basidiomicete PM1, diseñado mediante evolución molecular dirigida para ser producido en forma soluble, activa y estable en células de S. cerevisiae. Dicho mutante OB-1 supone la primera lacasa de alto potencial redox que se expresa a niveles de mg/L en S. cerevisiae (8 mg/L; 1400 U/L de fermentado). OB-1 es altamente estable frente a la temperatura (valores de T₅₀= 73ºC), la presencia de cosolventes orgánicos y en un amplio intervalo de pH (estable en el intervalo 3 a 9). El mutante OB-1 es un producto idóneo para hacer evolución dirigida hacia aplicaciones diversas que abarcan desde el diseño de bionanodispositivos 3D para aplicaciones biomédicas a aplicaciones en la industria papelera.

El sistema de expresión incluido en la patente puede ser empleado para la ingeniería de nuevas lacasas de alto potencial redox con propiedades mejoradas mediante herramientas moleculares de evolución dirigida. La presente invención permite producir funcionalmente en S. cerevisiae (en cantidades hasta ahora no disponibles) lacasas de alto potencial redox que presentan una mayor expresión funcional, una mayor actividad catalítica y una termoestabilidad mejorada.

PATENTE 2: PEROXIDASAS DE ELEVADO POTENCIAL REDOX DISEÑADAS POR EVOLUCIÓN DIRIGIDA

La invención permite producir, en cantidades atractivas desde el punto de vista industrial (hasta ahora no disponibles), Peroxidasas Versátiles (VPs) que presentan una mayor expresión funcional, mayor actividad catalítica, y una termoestabilidad mejorada.

El sistema de expresión incluido en la patente puede ser empleado para la ingeniería de nuevas peroxidasas con propiedades mejoradas mediante herramientas moleculares (ej. evolución dirigida o mutagénesis dirigida.

PATENTE 3: HIGH REDOX POTENTIAL LACCASES OBTAINED BY DIRECTED EVOLUTION.

This invention relates to the expression of improved polynucleotide and polypeptide sequences encoding for eukaryotic enzymes, particularly oxidase enzymes. This enzymes are advantageously produced in conventional or facile expression systems. Varios methods for directed evolution of polynucleotide sequences can be used to obtain the improved sequences. The improved characteristics of the polypeptides or proteins generated in this manner include improved expression, and enhanced activity toward phenolic and non-phenolic compounds. In a particular embodiment, the invention relates to improved expression of the laccase gene from Pycnoporus cinnabarinus and laccase enzymes (PcL). PcL mutants with improved activities and expression levels are disclosed.

Información adicional: CSIC

Papers publicados:

-Maté D, García-Burgos C, García E, Ballesteros A, Camarero S and Alcalde M. (2010). Laboratory evolution of high redox potential laccases. Chemistry & Biology. 17: 1030-1041.

-García E, Maté D, Ballesteros A, Martínez AT and Alcalde M. (2010). Evolving thermostability in mutant libraries of ligninolytic oxidoreductases expressed in yeast. Microbial Cell Factories. 9: 17.

Patentes:

-P201030723 (17/05/2010). Lacasas de alto potencial redox. Maté, D, Valdivieso U, Fernández L and Alcalde M. 

-PCT/ES2010/070316 (11/05/2010). Peroxidasas de elevado potencial redox diseñadas por evolución dirigida.  García, E, Martínez MJ, Dueñas, J, Martínez A.T. and Alcalde M.

-PCT/ES2009/070516 (19/11/2009). Lacasas de alto potencial redox obtenidas por evolución dirigida.  Camarero S, Cañas A, Martínez MJ, Martínez A, Ballesteros A, Plou FJ , Record E, Asther M y Alcalde M.