La Glucosa Oxidasa (GOX) es una enzima clave que cataliza la oxidación de la α-D-glucosa a D-glucono-1,5-lactona, generando peróxido de hidrógeno como subproducto. Esta enzima tiene una amplia variedad de aplicaciones biotecnológicas, que van desde sensores de glucosa hasta industrias alimentarias, farmacéuticas y textiles.
Tradicionalmente, la GOX se produce en hongos como el Aspergillus niger. En algunos estudios se ha intentado buscar alternativas como las levaduras, pero los resultados han sido muy limitados y en cantidades solamente aptas para la investigación.
Si seguís el blog asíduamente, habréis comprobado cómo en nuestras últimas publicaciones hemos estado probando plataformas alternativas de producción de enzimas, concretamente plantas. Los resultados obtenidos en colaboración con el grupo liderado por Jose Antonio Darós, del IBMCP (CSIC) han sido fructuosos con enzimas bacterianos. La pregunta que nos planteamos fue inmediata: ¿Podríamos producir eficientemente GOX en plantas, en particular en Nicotiana benthamiana? Para responder a esta pregunta, se utilizó un vector derivado del virus del mosaico del tabaco (TMV) para introducir el gen de la GOX en las plantas mediante la inoculación de tejidos vegetales con Agrobacterium tumefaciens.
Los resultados han demostrado que se puede producir GOX eficazmente en las plantas y que la purificación posterior de la proteína recombinante es más sencilla al dirigir la proteína al apoplasto, el espacio entre la membrana celular y la pared celular. Esto se debe a que el apoplasto contiene pocas proteínas endógenas, lo que facilita la purificación.
La GOX producida en las plantas mostró propiedades catalíticas excelentes en una amplia gama de pH y temperaturas. Esto significa que la enzima es resistente y funcional en condiciones muy variables, mostrando propiedades mejoradas respecto de la enzima silvestre al tratarse de una secuencia modificada previamente por nuestro laboratorio y que fue producida exitosamente en levaduras (aunque con bajo rendimiento).
Además de establecer una nueva estrategia para producir GOX en plantas como una alternativa sostenible a la fermentación fúngica tradicional, en este estudio también exploramos su potencial aplicación como enzibiótico.
Los enzibióticos son enzimas con actividad antimicrobiana que pueden ser una alternativa a los antibióticos convencionales. Se muestra que la GOX producida en plantas tiene una actividad bactericida contra Escherichia coli y Staphylococcus aureus. Esto abre nuevas perspectivas para el uso de esta enzima en la lucha contra infecciones bacterianas.
Este estudio sugiere que las plantas, en particular la N. benthamiana, pueden ser una plataforma viable y prometedora para la producción de GOX. Además de sus aplicaciones tradicionales en biotecnología, en esta investigación se destaca el potencial de la GOX como una herramienta en la lucha contra las infecciones bacterianas, lo que la convierte en una enzima verdaderamente versátil y valiosa.
Como siempre, os dejo con el paper:
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2590262823000308
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