Identificación de los mecanismos involucrados en la degradación de endosulfan por la cepa Bacillus subtilis

Abstract

El uso indiscriminado de plaguicidas en las cadenas de producción agrícola pone en riesgo, tanto a los ecosistemas como a la salud humana. El endosulfan, es un plaguicida organoclorado de amplio espectro que, ha sido incluido en la lista de contaminantes orgánicos persistentes a ser eliminados a nivel mundial, según lo estipulado en el Convenio de Estocolmo sobre Contaminantes Orgánicos Persistentes, dentro del marco del Programa de las Naciones Unidas para el medio ambiente (PNUMA)(Sathishkumar et al, 2021). Su persistencia en suelos ha motivado múltiples investigaciones enfocadas en la aplicación de microorganismos como agentes de degradación, y a su vez comprender los mecanismos adoptados para el desarrollo de estos procesos. En el presente estudio se evaluó la capacidad de una cepa pura de B. subtilis, aislada de un suelo hortícola con historial de uso de plaguicidas, para mineralizar endosulfan (biotransformarlo hasta CO2 y agua), empleándolo en ensayos que contenían a dicho compuesto como única fuente de carbono. Los porcentajes de degradación fueron de 97.60% de a- endosulfan y 69.45% de b- endosulfan partiendo de una concentración inicial de 20 mg/L que corresponde a 14 mg/L de a-endosulfan y 6 mg/L de b- endosulfan. En la biotransformación de endosulfan por B. subtilis fueron identificados tres metabolitos intermediarios en la vía de degradación: endosulfan éter, endosulfan lactona y endosulfan diol. Posteriormente, se secuenció el genoma de B. subtilis, y se permitió la identificación in silico de enzimas específicas asociadas a estos metabolitos intermediarios, los cuales fueron: Monooxigenasa de Alcanosulfonato dependiente de FMNH2 (EC 1.14.14.5), Glucolactonasa (EC 3.1.1.17), Cloroacetaldehído oxidorreductasa (EC1.2.1.3), Cloroacetaldehído: NAD+ oxidorreductasa (EC 1.1.1.18) Al realizar una simulación de acoplamiento molecular para predecir la fuerza de asociación o afinidad de enlace entre estas enzimas y los metabolitos identificados experimentalmente (endosulfan éter, endosulfan lactona y endosulfan diol), se propuso la ruta de degradación usada por B. subtilis para biotransformar endosulfan. El primer paso consistió en la formación de endosulfan diol a partir de endosulfan y se concluye con la formación de endosulfan lactona. Lo cual contribuirá al entendimiento de la biotransformación de endosulfan a partir de B. subtilis y su uso como herramienta en estrategias de remediación.