Study of metalloproteins involved in nitrogen fixation in sugarcane.

Abstract

La fijación biológica de nitrógeno es un proceso donde una bacteria diazótrofa reduce el nitrógeno molecular a amonio por la acción de la enzima nitrogenasa. El estudio de la bacteria diazótrofa es de gran importancia ya que pude proporcionar información sobre la enzima nitrogenasa como una alternativa biológica para la fertilización de cultivos. La nitrogenasa está compuesta por dos metaloproteínas, la proteína MoFe y la proteína Fe. Este trabajo se centró en la purificación y caracterización de la enzima nitrogenasa de una bacteria diazótrofa de la raíz de la caña de azúcar. La bacteria se aisló del ingenio azucarero de Urcuqui y se identificó como Azospirillum amazonense. Además, la actividad nitrogenasa de Azospirillum amazonense se midió mediante el ensayo de reducción de acetileno y se detectó que el oxígeno inhibió la actividad de nitrogenasa. La purificación de la nitrogenasa de Azospirillum amazonense se realizó con columnas cromatográficas de Q-Sepharose y Sephacryl S-200. Las fracciones obtenidas de la purificación se analizaron mediante el ensayo de ácido bicinconínico para determinar la concentración de las proteínas. Se utilizó electroforesis en gel de dodecil sulfato de sodio-poliacrilamida para estimar las bandas de las proteínas MoFe y Fe con respecto al peso molecular. En el gel de electroforesis, la proteína MoFe se identificó a aproximadamente 35 kDa y la proteína Fe a 57 kDa. Para confirmar la presencia de la nitrogenasa, se realizó una resonancia paramagnética electrónica para caracterizar las metaloproteínas de la nitrogenasa. El espectro de resonancia paramagnética electrónica correspondió al cofactor FeMo de la proteína MoFe con estado de espín S = 3/2 y valores g de gx = 4.503, gy = 4.268 y gz = 1.993. Estos valores comparados con la literatura confirmaron la presencia de la nitrogenasa de la bacteria Azospirillum amazonense de la raíz de la caña de azúcar.