Enzymatic synthesis of human milk oligosaccharides: towards an enzymatic cascade for lacto-N-tetraose production with engineered glycosynthases

Autor/a

Gayet Mas, Helena

Abstract

Els Human Milk Oligosaccharides (HMOs) són coneguts per, a més d’ajudar a desenvolupar la flora intestinal dels infants, ser beneficials en immunitat, al·lèrgies i funcions cognitives dels nounats. És per això que existeix un gran interès en crear llets en pols complementades amb aquest tipus d’oligosacàrids. No existeix cap font animal per obtenir aquests carbohidrats i, malgrat i l’impressionant progrés en aquesta àrea, la seva síntesis és encara un repte degut a l’alta especificitat dels enllaços glicosídics. El tetrasacàrid lacto-N-tetraosa (LNT, Galβ1,3GlcNAcβ1,3Galβ1,4Glc) és, a més del HMO més abundant a la llet materna, el nucli dels HMOs de tipus 1.
Una opció per la preparació de carbohidrats complexos com els HMOs consisteix en l’ús d’enzims modificats, ja siguin transglicosidases evolucionades o glicosintases. La combinació de síntesis orgànica i biocatàlisi és una via prometedora per l’obtenció d’oligosacàrids amb reaccions curtes tipus cascada.L’objectiu d’aquest projecte era dur a terme la síntesis de LNT mitjançant una reacció en cascada utilitzant dos enzims. El primer, l’enzim modificat GH35 galactosidasa (BgaC) per sintetitzar la lacto-N-biosa-1,2-oxazolina (LNB-oxa) i, el segon, la GH20 lacto-N-biosidasa modificada per completar la síntesis de la LNT.
El treball de camp d’aquest projecte es pot dividir en tres parts: (i) en primer lloc, la síntesi dels substrats necessaris per la reacció enzymatica catalitzada per BgaC E233G: fluorur de α-D-galactopiranosa (α-D-GalF) i α-D-NAG-oxa; (ii) en segon lloc, l’expressió i producció del mutant BgaC E233G i, (iii) finalment, l’avaluació de la reacció enzimàtica utilitzant BgaC E233G amb tres substrats acceptors diferents, per controlar l’especificitat de l’enzim amb cadascun, i variant les condicions de pH i concentració de substrats.
Encara que s’ha confirmat que l’especificitat per determinats substrats de l’enzim BgaC E233G com s’havia publicat prèviament, els resultats d’aquest treball ens han portat a concloure que el monosacàrid α-D-NAG-oxa no és un acceptor apropiat per aquest enzim en les condicions provades. De fet, α-D-NAG-oxa és hidrolitzat més ràpidament que la cinètica de la reacció enzimàtica. Per tant, és necessària més recerca com provar altres condicions (pH, concentració d’enzim, etc.) o enginyeria de l’enzim, per obtenir una via quimio-enzimàtica eficient per la síntesis de la LNT.

 

Director/a

Planas Sauter, Antoni
Fauré, Régis

Estudis

IQS SE - Grau en Química

Data

2021-06-20