Primera Lignina Peroxidasa descrita en hongos Agaricales: estudios de relación estructura-función y capacidad ligninolítica

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Las lignina peroxidasas (LiPs) han recibido especial atención en el contexto de las biorrefinerías de lignocelulosa por su capacidad para oxidar directamente la lignina.Hasta ahora, estas enzimas solo se habían identificado en basidiomicetos del orden Polyporales, que incluye la mayoría de las especies degradadoras de madera.Tras la secuenciación del genoma de Agrocybe pediades [5] identificamos la primera enzima ligninolítica de esta familia en un hongo del orden Agaricales (ApeLiP) degradador de hojarasca. Su estructura cristalográfica reveló que contiene un grupo hemo como centro activo y un triptófano catalítico posicionado en su superficie (Trp166). La caracterización bioquímica de la enzima nativa y de una variante carente de dicho triptófano confirmó que este residuo está involucrado en la oxidación directa de sustratos aromáticos no-fenólicos de alto potencial redox y de compuestos fenólicos, incluyendo monómeros y dímeros modelos de lignina y distintos colorantes. Además, mediante espectroscopía de flujo detenido y 2D-NMR se confirmó que este residuo es responsable de la oxidación directa de lignina real, tanto de angiospermas como de gimnospermas, con una eficiencia igual o superior al de otras peroxidasas ligninolíticas conocidas. La caracterización fue complementada con el estudio de los potenciales de reducción de los intermediarios del ciclo catalítico y con estudios de estabilidad. Así, se observó una activación por peróxido similar a la de otras peroxidasas, pero un menor potencial redox en el paso limitante de la reacción comparado con otras LiPs, así como una alta estabilidad a pH básico. Todos estos estudios demuestran que en hongos Agaricales también existen enzimas relevantes para el reciclado del carbono en la naturaleza que además pueden aprovecharse para su aplicación biotecnológica.