Unveiling structural and functional diversity of glycoside hydrolases from extremophilic microorganisms - MARCHETTI, ALESSANDRO (country:Italy, 2025)
Gli ambienti estremi sono caratterizzati da condizioni difficili e da scarsità di nutrienti disponibili. Questi ambienti sono popolati dai cosiddetti organismi estremofili, che hanno sviluppato una moltitudine di strategie per prosperare in queste condizioni estreme. I polisaccaridi terrestri e marini sono le principali fonti di carbonio ed energia negli ambienti estremi. I meccanismi con cui gli organismi estremofili degradano i polisaccaridi e gli enzimi coinvolti in questo processo rimangono per lo più inesplorati fino ad oggi. Un ruolo centrale nella degradazione dei polisaccaridi è svolto dalle glicoside idrolasi (GH), che idrolizzano i legami glicosidici in oligo e polisaccaridi. La sezione iniziale di questa tesi è dedicata alla caratterizzazione delle GH identificate nel genoma di due batteri psicrofili, cioè Marinomonas sp. ef1 e Pseudomonas sp. ef1, che fanno parte del consorzio microbico di Euplotes focardii, un ciliato marino antartico. Più in dettaglio, questa sezione si concentra sul ruolo degli enzimi appartenenti alla famiglia GH3 (M_GH3A e M_GH3B) nel metabolismo degli zuccheri di Marinomonas sp. ef1, così come sul ruolo degli enzimi presumibilmente secreti appartenenti alle famiglie GH5 e GH50, identificati nel genoma di Pseudomonas sp. ef1, nella degradazione dei polisaccaridi marini e terrestri. Sia i dati sperimentali che computazionali indicano che M_GH3A è una β-glucosidasi attiva sugli oligosaccaridi derivati dalla cellulosa, come cellobiosio e cellotetraosio. Al contrario, M_GH3B è una β-xilanasi di tipo eso coinvolta nell'idrolisi di oligosaccaridi derivati da xilano e arabinoxilano. Ps_GH5 e Ps_GH50 si trovano in regioni inesplorate del loro spazio di sequenza, rappresentando due sottofamiglie finora non identificate di GH5 e GH50. La caratterizzazione biochimica degli enzimi ricombinanti evidenzia che Ps_GH5 è una β-xilanasi di tipo endo, mentre Ps_GH50 mostra attività verso galatto-oligosaccaridi a catena corta. In conclusione, la caratterizzazione di questi enzimi ha ...