Palabras clave
Cyprinus carpio
proteasas
agua contaminada
laguna
common carp
Cyprinus carpio
proteases
contaminated water
lagoon
Cómo citar
Resumen
La carpa común (Cyprinus carpio) es un organismo acuático de valor comercial que puede sobrevivir en ambientes contaminados; la carpa contiene enzimas proteolíticas de importancia fisiológica y potencial aplicación industrial. El objetivo de este estudio fue purificar parcialmente y determinar la actividad proteolítica a diferente pH de proteasas de carpas colonizando un ambiente contaminado. Se capturaron tres carpas en diferentes zonas de la laguna contaminada de Zumpango (México) a 1 m de profundidad máxima. El extracto crudo se obtuvo del músculo dorsal mediante extracción acuosa y se fraccionó con (NH4)2SO4 saturado a 20 %, 50 % y 80 %. Posteriormente, se seleccionaron las fracciones obtenidas con (NH4)2SO4 saturado a 50 % y 80 % por su alta actividad proteolítica, se concentraron por ultrafiltración con membranas de corte de peso molecular de 100 kDa, y se analizaron por electroforesis en geles de poliacrilamida con dodecil sulfato de sodio (SDS-PAGE). La actividad proteolítica del extracto crudo fue significativamente mayor (19.7-20.3 U/mg) a pH 2, 5, y 7 (P < 0.001). Las fracciones obtenidas con (NH4)2SO4 saturado a 20 %, 50 % y 80 % presentaron actividades proteolíticas óptimas a pH 5 (2.8 U / mg) y pH 6 (2.2 U / mg); pH 6 (4.3 U / mg) y pH 3-4 (3.6 - 3.7 U / mg); pH 3 (10.8 U / mg) y pH 10 (10.6 U / mg); respectivamente. Las subfracciones con peso molecular < 100 kDa obtenidas con (NH4)2SO4 saturado a 50 % y 80 % tuvieron máxima actividad proteolítica a pH alcalino. La subfracción < 100 kDa, obtenida con (NH4)2SO4 saturado a 80 % tuvo la mayor actividad proteolítica (37.3-43.7 U / mg) a pH 8-10, factor de purificación de 3 y 19.1 % de recuperación. Trece proteínas entre 9.8 a 104.8 kDa se identificaron en el extracto proteolítico crudo. Las proteínas de 31 - 33 y 39 - 41 kDa tuvieron la concentración más alta en las fracciones estudiadas, sugiriendo la posible predominancia de serín y aspartil proteasas, respectivamente. Nosotros sugerimos que la presencia de proteasas con máxima actividad a pH alcalino está relacionada con la adaptación de C. carpio a aguas contaminadas con pH alto. Aunque estos peces son inadecuados para el consumo humano, pueden ser empleados como materia prima para la producción de proteasas destinadas para varias industrias, incluido el tratamiento de aguas residuales.
Citas
carpa común, Cyprinus carpio, proteasas, agua contaminada, laguna.
REFERENCIAS
Aguilar-Ibarra, A. (2010) Calidad del agua: un enfoque multidisciplinario. México: Editorial UNAM.
Aranishi, F., Hara, K., Osatomi, K., & Ishihara, T. (1997). Cathepsins B, H and L in Peritoneal Macrophages and Hepatopancreas of Carp Cyprinus carpio. Comparative Biochemistry and Physiology Part B: Biochemistry and Molecular Biology, 117(4), 605-611.
Córdova-Murueta, J. H., Navarrete-del-Toro, M. A., & García-Carreño, F. L. (2016). Advances in the study of activity additivity of supplemented proteases to improve digestion of feed protein by Penaeus vannamei. Aquaculture Nutrition, 1-8. doi:10.1111/anu.12408.
Facchin, S., Diniz Alves, P. D., De Faria Siqueira, F., Moura Barroca, T., Netto Victória, J. M., & Kalapothakis, E. (2013). Biodiversity and secretion of enzymes with potential utility in wastewater treatment. Open Journal of Ecology, 3(1), 34-47.
Food and Agriculture Organization of the United Nations (FAO). (2015) Fisheries and Aquaculture Information and Statistics Service. Retrieved from http://www.fao.org/fishery/statistics/global-aquaculture-production/query/en
Fu, X., Xue, C., Miao, B., Li, Z., Gao, X., & Hirata, T. (2006). Distribution and seasonal activity variation of proteases in digestive tract of sea cucumber Stichopus japonicus. Fisheries Science, 72, 1130-1132.
Goldman-Levkovitz, S., Rimon, A., & Rimon, S. (1995). Purification properties and specificity of cathepsin D from Cyprinus carpio. Comparative Biochemistry and Physiology Part B: Biochemistry and Molecular Biology, 112(1), 147-151.
González-Zamorano, M., Navarrete del Toro, M. A., & García-Carreño, F. L. (2013). Exogenous proteinases as feed supplement for shrimp: in vitro evaluation. Aquaculture Nutrition, 19, 731-740.
Gupta, R., Beg, Q. K., & Lorenz, P. (2002). Bacterial alkaline proteases: Molecular approaches and industrial applications. Applied Microbiology and Biotechnology, 59, 15-32. doi:10.1007/s00253-002-0975-y
Haard, N. F., & Simpson, B. K. (2000) Seafood enzymes: utilization and influence on postharvest seafood quality. USA: Marcel Dekker.
Hernández-Sámano, A. C., Guzmán-García, X., García-Barrientos, R., Ascencio-Valle, F., Sierra-Beltrán, A., Vallejo-Córdoba, B., … Guerrero-Legarreta, I. (2015). Extraction and characterization of sea cucumber Isostichopus fuscus proteases, collected at the Gulf of California, Mexico. Revista Mexicana de Ingeniería Química, 14, 35-47.
Instituto Mexicano de Tecnología del Agua (IMTA). (2012) Plan estratégico para la recuperación ambiental de la Laguna de Zumpango. Diagnóstico e identificación de retos, problemas, estrategias, objetivos, acciones y proyectos prioritarios. México: Fundación Gonzalo Río Arronte.
Klomklao, S. (2008). Digestive proteinases from marine organisms and their applications. Songklanakarin Journal of Science and Technology, 30(1), 37-46.
Kumar, S., Garcia-Carreño, F. L., Chakrabarti, R., Toro, M. A. N., & Córdova-Murueta, J. H. (2007). Digestive proteases of three carps Catla catla, Labeo rohita and Hypophthalmichthys molitrix: Partial characterization and protein hydrolysis efficiency. Aquaculture Nutrition, 13(5), 381-388.
Laemmli, U. K. (1970). Cleavage of structure proteins during the assembly of head of bacteriophage T4. Nature, 277, 680-685.
Liu, Z., Wang, Z., & Zhang, J. (2008). An acidic protease from the grass carp intestine (Ctenopharyngodon idellus). Comparative Biochemistry and Physiology Part B: Biochemistry and Molecular Biology, 149(1), 83-90.
Osatomi, K., Sasai, H., Cao, M., Hara, K., & Ishihara, T. (1997). Purification and characterization of myofibril-bound serine proteinase from carp Cyprinus carpio ordinary muscle. Comparative Biochemistry and Physiology Part B: Biochemistry and Molecular Biology, 116(2), 183-190.
Pescod, M. B. (1992) Wastewater treatment and use in agriculture. Rome, Italy: Food and Agriculture Organization of the United Nations.
Peteri, A. (2004) Cultured aquatic species information programme. Cyprinus carpio. Rome, Italy: FAO Fisheries and Aquaculture Department.
Robinson, H., & Hogden, C. (1940). The biuret reaction in the determination of serum proteins. I. A study of the conditions necessary for the production of a stable color which bears a quantitative relationship to the protein. Journal of Biological Chemistry, 135, 707-725.
Scopes, R. K. (1994) Protein Purification: Principles and Practice. USA: Springer Science & Business Media.
Siddiqui, K. S., & Torsten, T. (2008) Protein adaptation in extremophiles. USA: Nova Science Publishers.
Sriket, C. (2014). Proteases in fish and shellfish: Role on muscle softening and prevention. International Food Research Journal, 21(2), 433-445.
Zhang, C., & Kim, S. (2010). Research and application of marine microbial enzymes: status and prospects. Marine Drugs, 8, 1920-1934.
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