Caracterización cinética de las variantes I208V/N212A, I208V/S238Y y N212A/S238Y de la enzima Petasa de Ideonella sakaiensis. Articulado al proyecto de investigación aprobado mediante Resolución Nro. UTA-CONIN-2024-0075-R y reformado mediante la Resolución Nro. UTACONIN-2025-0003-R
| dc.contributor.advisor | García Solís Mario Daniel | |
| dc.contributor.author | Mena Amaluiza Darwin Paúl | |
| dc.date.accessioned | 2025-07-28T19:11:47Z | |
| dc.date.issued | 2025-07 | |
| dc.description | La acumulación de residuos plásticos, especialmente del polietileno tereftalato (PET), representa un grave problema ambiental global que exige alternativas sostenibles. Una solución prometedora es la biodegradación enzimática, en la cual destaca la PETasa de Ideonella sakaiensis por su capacidad para degradar PET en condiciones moderadas. Sin embargo, su limitada termoestabilidad restringe su uso a nivel industrial. En este contexto, la presente investigación tuvo como objetivo caracterizar cinéticamente tres variantes mutantes de la enzima PETasa (I208V-N212A, I208V-S238Y y N212A-S238Y), previamente diseñadas para mejorar su eficiencia catalítica y estabilidad térmica. La metodología consistió en la producción de las variantes mediante expresión en E. coli Rosetta (DE3), purificación por cromatografía de afinidad utilizando una columna NiNTA, y posterior evaluación de parámetros cinéticos usando p(NP)acetato como sustrato modelo. Asimismo, se analizó el efecto de la temperatura sobre su actividad enzimática. Los resultados indicaron que todas las variantes siguieron adecuadamente el modelo de Michaelis-Menten, pero la variante I208V-S238Y mostró el mejor rendimiento global, con el valor de Km más bajo (2,77 mM), el Vmax más alto (41,86 U) y la mayor constante de especificidad (CE = 10,08 1 sobre mM por s), lo que refleja una mayor afinidad por el sustrato y eficiencia catalítica. Además, esta variante presentó una buena expresión proteica y estabilidad térmica, cumpliendo con los tres objetivos planteados. En conclusión, la variante I208V S238Y se perfila como la más prometedora para aplicaciones biotecnológicas enfocadas en la degradación eficiente del PET, ofreciendo una alternativa viable para mitigar la contaminación plástica de manera sostenible. | |
| dc.description.abstract | The accumulation of plastic waste, especially polyethylene terephthalate (PET), represents a serious global environmental problem that demands sustainable alternatives. One promising solution is enzymatic biodegradation, in which the PETase enzyme from Ideonella sakaiensis stands out for its ability to degrade PET under moderate conditions. However, its limited thermostability restricts its industrial use. In this context, the present study aimed to kinetically characterize three mutant variants of the PETase enzyme (I208V-N212A, I208V-S238Y, and N212A-S238Y), previously designed to improve catalytic efficiency and thermal stability. The methodology involved the production of the variants through expression in E. coli Rosetta (DE3), purification by affinity chromatography using a Ni-NTA column, and subsequent evaluation of kinetic parameters using p(NP)-acetate as a model substrate. Additionally, the effect of temperature on enzymatic activity was analyzed. The results indicated that all variants adequately followed the Michaelis-Menten model, but the I208V-S238Y variant showed the best overall performance, with the lowest Km value (2.77 mM), the highest Vmax (41.86 U), and the greatest specificity constant (CE = 10.08 1 sachet mM per s), indicating higher substrate affinity and superior catalytic efficiency. Moreover, this variant exhibited good protein expression and thermal stability, meeting the three established objectives. The I208V/S238Y variant therefore emerges as the most promising candidate for biotechnological applications focused on efficient PET degradation, offering a viable alternative for sustainably mitigating plastic pollution. | |
| dc.description.sponsorship | Este estudio forma parte del Proyecto de Investigación “Diseño de enzimas PET hidrolasas mediante reconstrucción ancestral de secuencias" aprobado mediante Resolución Nro. UTA-CONIN-2024-0075-R y reformado mediante la Resolución Nro. UTA-CONIN-2025-0003-R por el Consejo de Investigación e Innovación de la Universidad Técnica de Ambato | |
| dc.identifier.uri | https://repositorio.uta.edu.ec/handle/123456789/44988 | |
| dc.language.iso | es | |
| dc.publisher | Universidad Técnica de Ambato. Facultad de Ciencia e Ingeniería en Alimentos y Biotecnología. Carrera de Biotecnología | |
| dc.subject | BIOTECNOLOGÍA AMBIENTAL | |
| dc.subject | CINÉTICA ENZIMÁTICA | |
| dc.subject | MUTAGÉNESIS DIRIGIDA BIODEGRADACIÓN | |
| dc.subject | ACTIVIDAD ENZIMÁTICA | |
| dc.subject | POLIETILENO TEREFTALATO (PET) | |
| dc.subject | PETASA | |
| dc.subject | IDEONELLA SAKAIENSIS | |
| dc.title | Caracterización cinética de las variantes I208V/N212A, I208V/S238Y y N212A/S238Y de la enzima Petasa de Ideonella sakaiensis. Articulado al proyecto de investigación aprobado mediante Resolución Nro. UTA-CONIN-2024-0075-R y reformado mediante la Resolución Nro. UTACONIN-2025-0003-R | |
| dc.type | bachelorThesis |
