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

Abstract

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.