Caracterização de uma arilsulfatase de Roseomonas gilardii

Abstract

Majoritariamente, ésteres de sulfato são hidrolisados por enzimas da classe arilsulfatase (EC 3.1.6.1). Aplicação biotecnológica dessa classe de enzimas pode impulsionar o mercado agrícola de biocatalisadores. Pois no contexto ambiental, essas classe desempenham um papel primordial no ciclo biogeoquímico do enxofre, mas também estão associadas à atividade promíscua, atuando de forma paralela na ciclagem de outros elementos químicos. Nas últimas décadas, arilsulfatase têm sido relacionada à degradação de compostos xenobióticos. Até o momento, diferentes membros da classe arilsulfatase, foram caracterizados, tanto em procariotos, quanto em eucariotos. No entanto, o estudo de arilsulfatase microbiana, derivadas de estudos de metagenômica, ainda é incipiente. Neste trabalho descrevemos uma arilsulfatase derivada de um metagenoma contendo sequências de microrganismos com capacidade de metabolizar compostos derivados do petróleo. O gene codificante da arilsulfatase de Roseomonas gilardii foi identificado e clonado no vetor pET23d(+) e expresso na linhagem Escherichia coli BL21 (DE3) pLysS. A atividade enzimática foi determinada com o substrato sulfato-4-nitrofenil de potássio. A descrição tridimensional da enzima foi determinada por homologia estrutural e inferências de atividade enzimática promíscua foram determinadas in silico, por análise de Docking Molecular. Os resultados aqui apresentados contribuem para uma melhor compreensão das propriedades moleculares da enzima arilsulfatase de Roseomonas gilardii.

Mostly, sulfate esters are hydrolyzed by enzymes of the arylsulfatase class (EC 3.1.6.1). Biotechnological application of this class of enzymes can boost the agricultural market for biocatalysts. For in the environmental context, this class plays a major role in the sulfur biogeochemical cycle, but they are also associated with promiscuous activity, acting in parallel in the cycling of other chemical elements. In the last decades, arylsulfatase has been related to the degradation of xenobiotic compounds. To date, different members of the arylsulfatase class have been characterized, both in prokaryotes and in eukaryotes. However, the study of microbial arylsulfatase, derived from metagenomics studies, is still incipient. In this work, we describe an arylsulfatase derived from a metagenome containing sequences of microorganisms capable of metabolizing petroleum-derived compounds. The Roseomonas gilardii aryl sulfatase gene was identified and cloned into the vector pET23d (+) and expressed in the strain Escherichia coli BL21 (DE3) pLysS. The enzymatic activity was provided with the substrate potassium sulfate-4-nitrophenyl. A three-dimensional description of the enzyme provided by structural homology and inferences of promiscuous enzymatic activity were determined in silico, by Molecular Docking analysis. The results here contribute to a better understanding of the molecular properties of the arylsulfatase enzyme of Roseomonas gilardii.