Martinez Olga y Escalante Lia, MODELACIÓN DE ENZIMAS EXTREMÓFILAS DE INTERES BIOTECNOLÓGICO USANDO EL PROGRAMA

1. “Año del Fortalecimiento de la Soberanía Nacional” BIOTECNOLOG BIOTECNOLOGÍ ÍA A VII CICLO VII CICLO PR PRÁ ÁCTICA CALIFICADA CTICA CALIFICADA “ “MODELACI MODELACIÓ ÓN DE ENZIMAS EXTREM N DE ENZIMAS EXTREMÓ ÓFILAS DE INTER FILAS DE INTERÉ ÉS S BIOTECNOL BIOTECNOLÓ ÓGICO USANDO EL PROGRAMA CN3D GICO USANDO EL PROGRAMA CN3D” ” ENTREGADO POR ENTREGADO POR: : ESCALANTE YUPANQUI, LIA ESTEFANY MARTINEZ JIMENEZ, OLGA RAMIRA REVISADO POR REVISADO POR: : Dr. HEBERT HERNAN SOTO GONZALES Noviembre del 2022 Noviembre del 2022 ILO ILO - - PER PERÚ Ú

2. UNIVERSIDAD NACIONAL DE MOQUEGUA UNIVERSIDAD NACIONAL DE MOQUEGUA FACULTAD DE INGENIERÍAS ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA AMBIENTAL TABLA DE CONTENIDO TABLA DE CONTENIDO 1 1.- .- INTRODUCCI INTRODUCCIÓ ÓN N 3 2 2.- .- OBJETIVOS OBJETIVOS 3 2.1. Objetivo General 3 2.2. Objetivo Específico 3 3 3.- .- MATERIALES Y MATERIALES Y M MÉ ÉTODOS TODOS 4 4 4.- .- RESULTADOS RESULTADOS 8 5 5.- .- IDENTIFICACI IDENTIFICACIÓ ÓN DE MICROORGANISMOS A N DE MICROORGANISMOS A- -F F 8 6 6.- .- BIBLIOGRAF BIBLIOGRAFÍ ÍA A 9 7 7.- .- ANEXOS ANEXOS 9

3. UNIVERSIDAD NACIONAL DE MOQUEGUA UNIVERSIDAD NACIONAL DE MOQUEGUA FACULTAD DE INGENIERÍAS ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA AMBIENTAL 1 1.- .- INTRODUCCI INTRODUCCIÓ ÓN N El desarrollo tecnológico requiere del uso de catalizadores y otras biomoléculas capaces de generar productos con una inversión mínima y en lapsos de tiempo cortos. De manera paralela, se debe disminuir el impacto ambiental que genera la actividad industrial, y optimizar la utilización y el manejo de los recursos naturales. (Oliart Ros et al., 2016). Al día de hoy, el número de enzimas con aplicación industrial es inmenso, sin embargo, muchas de ellas sólo pueden funcionar bajo limitadas condiciones de temperatura, pH y medio de reacción. El descubrimiento de los microorganismos extremófilos están demostrando cada vez más su capacidad para producir una variedad de enzimas capaces de convertir la biomasa en bioenergía. Dichos microorganismos se encuentran en ambientes con restricciones nutricionales, ambientes anaeróbicos, alta salinidad, condiciones de pH variables y ambientes naturales extremos como respiraderos hidrotermales, lagos de soda y sedimentos antárticos (Fongaro et al., 2020). La biotecnología guarda relación debido a la búsqueda de nuevos microorganismos productores de enzimas capaces de resistir las condiciones drásticas de los procesos industriales. Se ha estimado que menos del 1 % de los microorganismos que habitan el planeta han sido cultivados y estudiados en el laboratorio. El objetivo del presente trabajo fue determinar la estructura de enzimas extremofilas a través del software Cn3D y las aplicaciones de las mismas en Ing Ambiental. 2 2.- .- OBJETIVOS OBJETIVOS 2.1. Objetivo General - Determinar la estructura molecular de las enzimas extremofilas utilizando el software Cn3D 2.2. Objetivo Específico - Determinar la estructura molecular de enzimas extremofilas - Aplicacion de enzimas extremofilas en Ing Ambiental - Aprender a manejar el Software Cn3D y aplicarlo en futuros trabajos de investigación.

4. UNIVERSIDAD NACIONAL DE MOQUEGUA UNIVERSIDAD NACIONAL DE MOQUEGUA FACULTAD DE INGENIERÍAS ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA AMBIENTAL 3 3.- .- MATERIALES Y M MATERIALES Y MÉ ÉTODOS TODOS A Continuación, se pasará a presentar la metodología y los equipos que se utilizó para la elaboración del siguiente informe. Tabla 01. Materiales EQUIPO O MATERIAL UTILIZADO EQUIPO O MATERIAL UTILIZADO IMAGEN IMAGEN software Cn 3D software Cn 3D Laptop Laptop Fuente: Elaboración propia METODOLOGIA METODOLOGIA 1. Descargamos el programa de modelamiento de la enzima el software Cn3D Imagen 01. Software Cn3D

5. UNIVERSIDAD NACIONAL DE MOQUEGUA UNIVERSIDAD NACIONAL DE MOQUEGUA FACULTAD DE INGENIERÍAS ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA AMBIENTAL Fuente: Elaboración Propia 2. Iniciamos con abrir la página de National Library of medicine https://www.ncbi.nlm.nih.gov/ Imagen 02. Página Web NCBI Fuente: Elaboración Propia 3. Llegamos a buscar una enzima, en este caso la lipasa e indicando el tipo de búsqueda “All Databases” Imagen 03. Búsqueda de estructura de la enzima Fuente: Elaboración Propia

6. UNIVERSIDAD NACIONAL DE MOQUEGUA UNIVERSIDAD NACIONAL DE MOQUEGUA FACULTAD DE INGENIERÍAS ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA AMBIENTAL Imagen 04. Búsqueda en el NCBI Fuente: Elaboración Propia 4. Escogemos una especie y se hace clic en estructura Imagen 05.Esterase_lipase Fuente: Elaboración Propia 5. Seguidamente descargamos la estructura de la enzima y lo abrimos en el software de estudio Imagen 06. Estructura de la Esterase Lipase

7. UNIVERSIDAD NACIONAL DE MOQUEGUA UNIVERSIDAD NACIONAL DE MOQUEGUA FACULTAD DE INGENIERÍAS ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA AMBIENTAL Fuente: Elaboración Propia 6. Además de ello pudimos ver la transformación de una Proteína a ADN, usando el BLASTn TRANSFORMACI TRANSFORMACIÓ ÓN DE UNA PROTE N DE UNA PROTEÍ ÍNA A ADN NA A ADN 7. Se selecciona una de las fila que describe la frecuencia o vista de alineamiento de la enzima encontrada Imagen 07. Enzima Fuente: Elaboración Propia Imagen 08. Secuencia de la enzima de estudio

8. UNIVERSIDAD NACIONAL DE MOQUEGUA UNIVERSIDAD NACIONAL DE MOQUEGUA FACULTAD DE INGENIERÍAS ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA AMBIENTAL Fuente: Elaboración Propia 8. Al seleccionarlo, se dirige a la página siguiente, siendo la mejor forma de sustraer los códigos (nomenclatura de la enzima) Imagen 09. Fuente: Elaboración Propia 9. Luego se eligen algunas especies extremófilas para ser pasadas por el software. Alcohol dehydrogenase: Thermococcus Sibiricus

9. UNIVERSIDAD NACIONAL DE MOQUEGUA UNIVERSIDAD NACIONAL DE MOQUEGUA FACULTAD DE INGENIERÍAS ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA AMBIENTAL Catalase: thermophilum Streptomyces Albogriseolus Thermophilus seryl

10. UNIVERSIDAD NACIONAL DE MOQUEGUA UNIVERSIDAD NACIONAL DE MOQUEGUA FACULTAD DE INGENIERÍAS ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA AMBIENTAL Glutathione Reductase 4 4.- .- RESULTADOS RESULTADOS - Para la preparación del portaobjetos usamos técnicas de coloración para poder visualizar a detalle los macroorganismos que serán nuestro objeto de estudio. - El microscopio utilizado llego a 100x de su capacidad, proyectándose en una pantalla a gran nitidez para el campo de estudio - Según las imágenes observadas en el microscopio podemos observar que se denota microorganismos Spirochete y Spirillum 5 5.- .- CUESTIONARIO CUESTIONARIO 5.1. ¿Que es una proteína? Las proteínas son moléculas formadas por aminoácidos que van a estar unidos por un tipo de enlaces conocidos como enlaces peptídicos. El orden y la disposición que tengan los aminoácidos dependen del código genético de cada persona. Todas las proteínas están compuestas por: ● Carbono

11. UNIVERSIDAD NACIONAL DE MOQUEGUA UNIVERSIDAD NACIONAL DE MOQUEGUA FACULTAD DE INGENIERÍAS ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA AMBIENTAL ● Hidrógeno ● Oxígeno ● Nitrógeno Y la mayoría contiene además azufre y fósforo. Las proteínas suponen aproximadamente la mitad del peso de los tejidos del organismo, y están presentes en todas las células del cuerpo, además de participar en prácticamente todos los procesos biológicos que se producen. 5.2. ¿Qué son las proteínas (enzimas) extremófilas y qué aplicaciones tiene en biotecnología? Los microorganismos son un grupo grande y diverso de organismos microscópicos que pueden llevar a cabo sus procesos metabólicos de crecimiento, generación de energía y reproducción, de manera independiente de otras El rol que juegan los microorganismos en la vida terrestre es de tal importancia que la vida en la Tierra no sería posible sin la presencia de ellos. Los microorganismos no solamente fueron las primeras formas de vida sobre la Tierra, por lo que todos los seres vivos comparten una historia evolutiva con el mundo microbiológico, sino que además, actualmente sustentan la vida en ella. La biotecnología es la utilización tecnológica de sistemas biológicos y organismos vivos o sus derivados, para la creación o modificación de productos o procesos para usos específicos. Labiotecnologíatiene aplicaciones en áreas relevantes, como la atención de la salud (conocida como biotecnología roja), donde su principal interés se centra en la producción de fármacos; particularmente, en la búsqueda de antibióticos para combatir nuevos patógenos, virus, hongos y bacterias resistentes, para mejorar las propiedades farmacológicas de los ya existentes y para encontrar compuestos más seguros, potentes y de más amplio espectro 5.3. ¿Historia de las enzimas extremófilas? Un extremófilo (de extremo y la palabra griega φιλíα=afecto, amor, es decir “amante de -condiciones- extremas“) es un microorganismo que vive en condiciones extremas, entendiéndose por tales aquellas que son muy diferentes a las que viven

12. UNIVERSIDAD NACIONAL DE MOQUEGUA UNIVERSIDAD NACIONAL DE MOQUEGUA FACULTAD DE INGENIERÍAS ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA AMBIENTAL la mayoría de las formas de vida en la Tierra. Las enzimas que poseen los extremófilos (apodadas extremo enzimas) son funcionales cuando otras no lo son. Algunas bacterias pertenecen a varios grupos. La mayor parte de los extremófilos son microrganismos, hay archaeas (arqueobacterias), procariotas (bacterias) y eucariotas. Su pequeño tamaño y el hecho de que su metabolismo es muy adaptable ha permitido que colonicen ambientes que son mortales para seres pluricelulares. En consecuencia, los organismos extremófilos dan cuenta simplemente de formas de vida adaptadas a ambientes no-hostiles, sino meramente variados, en un contexto evolutivo. Si los ambientes actuales de la tierra variaran, “por la razón que sea”, en un futuro más o menos próximo o lejano, estos denominados extremófilos podrían volver a colonizar nuestro planeta en muchos escenarios potenciales, dando lugar a nuevas radiaciones evolutivas. 6 6.- .- BIBLIOGRAFIA BIBLIOGRAFIA Elga Veolia. (Setiembre de 2021). Recuperado el 22 de Setiembre de 2022, de Reverse Osmosis: https://www.elgalabwater.com/technologies/reverse- osmosis?msclkid=ec842d6440201683594b4e495f7f5253 Quispe Durand, S. J., & Hancco Larota, D. W. (2022). Reconocimiento de equipos. UNAM, Moquegua, Ilo. Recuperado el 11 de Setiembre de 2022, de https://es.calameo.com/read/007069531a4634f3eba43 Ramos Reyes , J. (01 de Julio de 2011). Slideshare. Recuperado el 22 de Setiembre de 2022, de AutoClaves: https://es.slideshare.net/elcrack_10jm/exposicion-autoclave Teltar. (s.f.). Recuperado el 22 de Setiembre de 2022, de Cabina de seguridad microbiológica de Clase II Bio II Advance Plus: https://www.telstar.com/es/equipos-para- laboratorios-del-sector-de-las-ciencias-de-la-vida-y-para-hospitales/cabinas-de- seguridad-biologica/cabina-de-seguridad-microbiologica-de-clase%C2%A0ii/

13. UNIVERSIDAD NACIONAL DE MOQUEGUA UNIVERSIDAD NACIONAL DE MOQUEGUA FACULTAD DE INGENIERÍAS ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA AMBIENTAL 7 7.- .- ANEXOS ANEXOS Anexo 1. Imagen 01. Tipos de Microorganismos visualizados por el microscopio Fuente: Elaboración Propia