Revista de Bioquímica y Biología Celular

Abstracto

Síntesis eficiente de L-teanina en Escherichia coli recombinante que contiene el gen γ-glutamiltranspeptidasa de Pseudomonas nitroreducens (PnGGT)

PHUMSOMBAT Putthapong1, CHIHARU Sano1, TAKAO Hibi2, TAKAFUMI Itoh2, JUNJI Hayashi1, YOSUKE Toyotake1, MAMORU Wakayama1

La L-teanina (γ-glutamiletilamida) es un aminoácido no proteico presente en el té. Le aporta un sabor umami y un aroma excepcional a la infusión de té verde. Se ha demostrado que tiene numerosos efectos fisiológicos beneficiosos, en particular contra el estrés y la mejora de la concentración para la capacidad de aprendizaje. Se puede obtener mediante la combinación de sustancias o la extracción del té verde, pero ambos procedimientos implican un proceso operativo tedioso, costoso y confuso. Por lo tanto, la creación biotecnológica de L-teanina se ha vuelto fascinante mediante el uso de compuestos microbianos, por ejemplo, la glutamiltranspeptidasa (GGT). La GGT (EC 2.3.2.2), una proteína heterodímera que se encuentra en diversas fuentes,
desde microorganismos hasta animales de sangre caliente, cataliza el intercambio de la fracción γ-glutamil del compuesto γ-glutamil a aceptores γ-glutamil, por ejemplo, aminoácidos y péptidos. Se han descrito GGT bacterianas en Escherichia coli (EcGGT), Bacillus licheniformis (BlGGT) y Pseudomonas nitroreducens (PnGGT). Nuestro estudio anterior sobre mutagénesis coordinada local de PnGGT sugirió que Trp525 era un aminoácido clave para determinar la inclinación del sustrato aceptor en la respuesta. Además, E. coli que proporcionaba el fragmento W525D de PnGGT (fragmento E. coli-W525D) mostró una baja actividad de hidrólisis con una alta actividad de intercambio, lo que provocó el aumento de la producción de L-teanina a partir de etilamina y L-glutamina. La mejora de la eficiencia de la producción de L-teanina utilizando el fragmento E. coli-W525D también se logró mediante la inmovilización de alginato de calcio de células completas con la garantía de un pH, una temperatura y una proporción molar de sustrato óptimos. En condiciones adecuadas, pH 11, 40ºC y proporción molar de sustrato de 1:10, L-glutamina:etilamina, la cepa E. coli W525D mostró la mayor producción de teanina en comparación con P. nitroreducens, E. coli de variedad silvestre y otras cepas de cepas recombinantes.