Mecanismos de producción extracelular de especies reactivas de oxígeno por el hongo ligninolítico pleurotus eryngii

Resumen

Los hongos de podredumbre blanca constituyen un interesante grupo de organismos con gran capacidad para degradar lignina. Este polímero aromático y muy heterogéneo constituye, junto con la celulosa y hemicelulosa, las paredes celulares de la madera. Durante las últimas dos décadas se han identificado numerosas enzimas que participan en esta degradación, tanto oxidasas y fenoloxidaas extracelulares como reductasas intracelulares. No obstante, y debido a la estructura compacta de la lignina, son compuestos de bajo peso molecular los que inician la ligninolisis. Entre ellos, los radicales libres de oxigeno constituyen un grupo de compuestos altamente oxidantes capaces de reaccionar con la lignina y/o sus productos de despolimerización. Pleurotus eryngii es capaz de producir dichos radicales mediante ciclos redoz de aldehídos aromáticos y quinonas. En este trabajo de investigación se estudia en detalle la formación, por P.eryngii, de especies reactivas de oxígeno mediante ciclos redox de quinonas derivadas de la lignina, prestando especial atención a las enzimas que participan en el proceso, las sinergias que se producen entre ellas, los elementos que pueden promover dicho mecanismo y la posibilidad de que este proceso puedan generarse en otros hongos de podredumbre blanca. En primer lugar, se detectó la producción de especies reactivas de oxígeno mediante oxidación de metoxihidroquinonas por las enzimas ligninolíticas de P.eryngii, lacasa o peroxidasa versátil. Este mecanismo consiste en la oxidación monovalente de las hidroquionas por la enzima, o Mn3+, seguida de la autooxidación de las semiquinonas resultantes con la consiguiente producción de radicales O2- y, por dismutación de éstos, H2O2. Se ha demostrado que existe una relación directa entre el número de grupos metoxilo que sustituyen a las hidroquinonas, la eficacia de oxidación de éstas por las enzimas y la autooxidación de las semiquinonas. Asimismo, se ha demostrado por pr