Construcción y evaluación de una biblioteca de péptidos señal para la expresión de celulasas recombinantes en una plataforma sintética basada en Bacillus subtilis

Este trabajo tuvo como objetivo la construcción de una biblioteca de péptidos señal en Bacillus subtilis, con el propósito final de optimizar la producción de celulasas recombinantes en una plataforma sintética en el mismo organismo. Para esto, se realizó la identificación y análisis estructural de...

Full description

Autores:
Gómez Bolaños, Laura Nicool
Tipo de recurso:
https://purl.org/coar/resource_type/c_7a1f
Fecha de publicación:
2024
Institución:
Universidad El Bosque
Repositorio:
Repositorio U. El Bosque
Idioma:
spa
OAI Identifier:
oai:repositorio.unbosque.edu.co:20.500.12495/17941
Acceso en línea:
https://hdl.handle.net/20.500.12495/17941
Palabra clave:
Biología sintética
Péptidos señal
Celulasas
Bacillus subtilis
570
Synthetic biology
Signal peptides
Cellulases
Bacillus subtilis
Rights
License
Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International
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description Este trabajo tuvo como objetivo la construcción de una biblioteca de péptidos señal en Bacillus subtilis, con el propósito final de optimizar la producción de celulasas recombinantes en una plataforma sintética en el mismo organismo. Para esto, se realizó la identificación y análisis estructural de péptidos señal de B. subtilis en 66 proteínas secretadas, empleando las herramientas Interpro, SignalP 5.0, y Alphafold2. Con base en el análisis computacional y una serie de criterios de selección, se escogieron un total de 12 péptidos señal para su estudio en la plataforma y se diseñaron iniciadores de ADN para su ensamblaje en el plásmido pCel003. Se ensamblaron un total de 16 plásmidos de Nivel 0: 13 plásmidos que albergaron los péptidos señal seleccionados y 3 plásmidos con las unidades genéticas adicionales básicas (-i.e., promotor PvegA, región codificante eglS∆SP, y terminador PrrsB-). Con base en estos plásmidos de Nivel 0, se construyeron 2 plásmidos de Nivel 1, los cuales estuvieron conformados por las unidades genéticas básicas y los péptidos señales de las proteínas ggt y bglS. Todos los constructos fueron verificados por PCR y secuenciación. Los dos plásmidos de Nivel 1, además de un control sin inserto, fueron transformados en el huésped de expresión Bacillus subtilis. La evaluación de la degradación de celulosa con los B. subtilis recombinantes mostró que el constructo sintetizado es capaz de complementar un mutante que carece de la endoglucanasa EglS (eglS::eryR), demostrando su funcionalidad. Aún más, la capacidad de degradación de celulosa fue mayor con el constructo sintético diseñado. Estos resultados ponen en evidencia la modularidad de las estructuras genéticas y revela el potencial de esta aproximación para la producción eficiente de celulasas.
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Se ensamblaron un total de 16 plásmidos de Nivel 0: 13 plásmidos que albergaron los péptidos señal seleccionados y 3 plásmidos con las unidades genéticas adicionales básicas (-i.e., promotor PvegA, región codificante eglS∆SP, y terminador PrrsB-). Con base en estos plásmidos de Nivel 0, se construyeron 2 plásmidos de Nivel 1, los cuales estuvieron conformados por las unidades genéticas básicas y los péptidos señales de las proteínas ggt y bglS. Todos los constructos fueron verificados por PCR y secuenciación. Los dos plásmidos de Nivel 1, además de un control sin inserto, fueron transformados en el huésped de expresión Bacillus subtilis. La evaluación de la degradación de celulosa con los B. subtilis recombinantes mostró que el constructo sintetizado es capaz de complementar un mutante que carece de la endoglucanasa EglS (eglS::eryR), demostrando su funcionalidad. Aún más, la capacidad de degradación de celulosa fue mayor con el constructo sintético diseñado. Estos resultados ponen en evidencia la modularidad de las estructuras genéticas y revela el potencial de esta aproximación para la producción eficiente de celulasas.AgrosaviaTibaitatáBiólogoPregradoThis study aimed to construct a library of signal peptides in Bacillus subtilis to ultimately optimize the production of recombinant cellulases in a synthetic platform within the same organism. For this purpose, structural identification and analysis of B. subtilis signal peptides in 66 secreted proteins were performed using the tools Interpro, SignalP 5.0, and AlphaFold2. Based on computational analysis and a series of selection criteria, a total of 12 signal peptides were chosen for further study in the platform, and DNA primers were designed for their assembly into the pCel003 plasmid. A total of 16 Level 0 plasmids were assembled: 13 plasmids harboring the selected signal peptides and 3 plasmids containing additional basic genetic units (i.e., the PvegA promoter, the eglS∆SP coding region, and the PrrsB terminator). Using these Level 0 plasmids, two Level 1 plasmids were constructed, incorporating the basic genetic units along with the signal peptides from the ggt and bglS proteins. All constructs were verified by PCR and sequencing. The two Level 1 plasmids, along with a control lacking an insert, were transformed into the Bacillus subtilis expression host. The evaluation of cellulose degradation by the recombinant B. subtilis strains showed that the synthetic construct was capable of complementing a mutant lacking the endoglucanase EglS (eglS::eryR), demonstrating its functionality. Furthermore, cellulose degradation capacity was higher with the designed synthetic construct. These results highlight the modularity of the genetic structures and reveal the potential of this approach for the efficient production of cellulases.application/pdfAttribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 Internationalhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/Acceso abiertohttps://purl.org/coar/access_right/c_abf2http://purl.org/coar/access_right/c_abf2Biología sintéticaPéptidos señalCelulasasBacillus subtilis570Synthetic biologySignal peptidesCellulasesBacillus subtilisConstrucción y evaluación de una biblioteca de péptidos señal para la expresión de celulasas recombinantes en una plataforma sintética basada en Bacillus subtilisConstruction and evaluation of a signal peptide library for the expression of recombinant cellulases in a Bacillus subtilis-based synthetic platformBiologíaUniversidad El BosqueFacultad de CienciasTesis/Trabajo de grado - Monografía - Pregradohttps://purl.org/coar/resource_type/c_7a1fhttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1finfo:eu-repo/semantics/bachelorThesishttps://purl.org/coar/version/c_ab4af688f83e57aa1. 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