Estudos estruturais e funcionais na enzima degradadora de cianeto CynD de Bacillus safensis PER-URP-08

Resumo

O cianeto é amplamente utilizado nas indústrias devido à sua alta afinidade com os metais pesados. Esta mesma capacidade confere toxicidade potente a este composto. Assim, as indústrias têm que reduzir a concentração de cianeto das águas residuais antes de sua disposição final. Métodos físicos, químicos e biológicos têm sido desenvolvidos para atingir esse objetivo, mas o conhecimento sobre as vias metabólicas e a biologia das enzimas envolvidas na degradação do cianeto ainda é escasso. A cepa Bacillus safensis PER-URP-08 foi isolada de rejeitos de minas no Peru e estudada por nos tanto no Peru como no Brasil com o objetivo de desenvolver um processo de remoção de cianeto ambientalmente amigável, eficaz e económico. Nossos resultados prévios apontam que uma cianeto dihidratase (CynD) codificada no genoma da cepa isolada é a enzima responsável pela degradação do cianeto. Demonstramos que a expressão de CynD é fortemente induzida na presença de cianeto e caracterizamos a atividade enzimática de CynD recombinante purificada. O grau de oligomerização da enzima foi analisado por SEC-MALS e microscopia eletrônica. Observamos que a enzima forma extensas estruturas helicoidais em pH 8 e filamentos de menor comprimento enquanto o pH é aumentado. A CynD de Bacillus safensis PER-URP-08 continua ativa até pH 9, diferente de outras enzimas desta classe. Esta característica é muito atraente para aplicação industrial pois permite a degradação eficaz do cianeto em solução no mesmo tempo evitando a sua volatilização em pH baixos. O objetivo deste projeto é de empregar a técnica de criomicroscopia eletrônica para determinar a estrutura de CynD em pHs diferentes para entender a base de sua atividade pH-dependente. Isso poderia potencialmente levar à otimização desta enzima com o objetivo de sua eventual aplicação na descontaminação de resíduos industriais contendo cianeto. (AU)