A hemicelulose é o segundo polissacarídeo mais abundante na parede celular vegetal, apresentando uma estrutura principal de polímero com ramificações de açúcares como galactose, arabinose e outros monômeros como acetato, ácido ferúlico, entre outros. A hidrólise enzimática de hemicelulose permite obter açúcares de 5 ou 6 carbonos que podem ser fermentados para obtenção de produtos de interesse biotecnológico, além de expor a celulose à ação enzimática. Este trabalho caracterizou uma enzima codificada por um gene identificado na análise do genoma da bactéria termofílica Thermobifida fusca YX (GenBank ID: CP000088) como Esterase/Lipase, (GenBank: AAZ54193.1) que contém 957 pb e codifica uma proteína de 318 aminoácidos e 32,9 kDa, potencialmente uma acetil xilano esterase, que cliva o enlace éster do xilano acetilado, liberando ácido acético e facilitando a ação de outras enzimas envolvidas na degradação dos polissacarídeos vegetais. A enzima apresenta os aminoácidos S155, D256 e H286 do sítio catalítico das acetil xilano esterase, a fenda oxiânion e um pentapeptídeo altamente conservados, sendo clonada, expressa, purificada e caracterizada funcionalmente. A atividade da proteína purificada por cromatografia de afinidade foi determinada com o substrato p-nitrofenil butirato demonstrando estabilidade térmica nas temperaturas de 30°C e 40°C por 72 horas, ativa no pH entre 4 e 9 a 30°C. Os parâmetros cinético enzimáticos foram determinados para os substratos p-nitrofenil acetato (km = 2,67mM; kcat = 1,59 s-1 e kcat/km = 0,59 s-1.mM-1), p-nitrofenil butirato (km = 1,07mM; kcat = 0,97 s-1 e kcat/km = 0,9 s-1.mM-1), p-nitrofenil octanoato (km = 1,44mM; kcat = 0,4 s-1 e kcat/km = 0,28 s-1.mM-1) e 1-naftil acetato (km = 12,39mM; kcat = 0,358 s-1 e kcat/km = 0,029 s-1.mM-1). A desacetilação dos substratos xilano acetilado, triacetina e α- D Glicose pentaacetato comprovou que a enzima é uma acetil xilano esterase (EC 3.1.1.72), sendo denominada TfAXE, pertencente as famílias 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 e 12 na classe das carboidrato esterases, no banco de dados CAZy e cuja propriedades apontam suas potenciais aplicações biotecnológicas.

Hemicellulose is the second most abundant polysaccharide in the plant cell wall, presenting a main polymer structure with sugar branches such as galactose, arabinose and other monomers like acetate, ferulic acid, among others. Hemicellulose enzymatic hydrolysis yields 5 or 6 carbon sugars that can be fermented to obtain products of biotechnological interest, besides exposing cellulose to enzymatic action. This work characterized an enzyme encoded by a gene identified in the thermophilic bacterial genome analysis Thermobifida fusca YX (GenBank ID: CP000088) as Esterase / Lipase, (GenBank: AAZ54193.1) that contains 957 bp and encodes a protein of 318 amino acids and 32.9 kDa, potentially an acetyl xylan esterase, which cleaves the acetylated xylan ester linkage, releasing acetic acid and facilitating the action of other enzymes involved in the polysaccharides plant degradation. The enzyme has, highly conserved, the amino acids S155, D256 and H286 from the catalytic site of acetyl xylan esterase, the oxyanion hole and a pentapeptide, being cloned, expressed, purified and functionally characterized. The activity of purified protein by nickel affinity chromatography was determined with the p-nitrophenyl butyrate substrate demonstrating thermal stability at temperatures of 30°C and 40°C for 72 hours, active at pH between 4 and 9 to 30°C. Enzymatic kinetic parameters were determined for p-nitrophenyl acetate (km = 2,67mM; kcat = 1,59 s-1 e kcat/km = 0,59 s-1.mM-1), p-nitrophenyl butyrate (km = 1,07mM; kcat = 0,97 s-1 e kcat/km = 0,9 s-1.mM-1)), p-nitrophenyl octanoate (km = 1,44mM; kcat = 0,4 s-1 e kcat/km = 0,28 s-1.mM-1) and 1-naphthyl acetate (km = 12,39mM; kcat = 0,358 s-1 e kcat/km = 0,029 s-1.mM-1) substrates. Deacetylation of the acetylated xylan, triacetin and α-D - Glucose pentaacetate substrates proved that the enzyme is an acetyl xylan esterase (EC 3.1.1.72), being called TfAXE, belonging into families 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 and 12 of the carbohydrate esterases class in the CAZy database, whose properties point to their potential biotechnological applications.