Caratterizzazione del ceppo mutante Cupriavidus necator DSM 545: sequenze e strutture dei geni coinvolti nell’uptake del glucosio.

Cupriavidus necator è un batterio di interesse biotecnologico per la capacità di produrre poli-idrossialcanoati (PHA), bioplastiche biodegradabili ottenibili da fonti rinnovabili. I ceppi wild-type non utilizzano il glucosio come fonte di carbonio, ma il mutante DSM 545 mostra questa capacità, pur non essendo ancora caratterizzato a livello genomico. In questa tesi si è indagato il ruolo dell’operone nag, normalmente coinvolto nell’importazione della N-acetilglucosamina, come possibile responsabile del fenotipo osservato. Attraverso analisi di sequenze nucleotidiche e amminoacidiche, modellazione strutturale con ColabFold e visualizzazione tridimensionale tramite ChimeraX, sono state identificate mutazioni puntiformi in diversi geni, tra cui nagE, che codifica per un sistema fosfotransferasico NAG-specifico (PTS). In particolare, la sostituzione di un residuo di glicina con una arginina nel dominio transmembrana altera la struttura proteica, rendendola più simile ad un trasportatore glucosio-specifico di Escherichia coli. Analisi di docking molecolare con AutoDock Vina hanno mostrato un’interazione del glucosio con i residui del sito attivo coerente con quella osservata per il trasportatore di E. coli, suggerendo un aumento dell’affinità per questo substrato. I risultati in silico supportano l’ipotesi che la mutazione in nagE sia la causa dell’acquisizione della capacità di crescere su glucosio da parte di DSM 545, aprendo a potenziali applicazioni industriali in un’ottica di economia circolare.