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Autor/a Alsina Verdú, Cristina |
Abstract Los quitosanos y quitooligosacáridos (COS), obtenidos por enzimas modificadores de la quitina, presentan un elevado interés biotecnológico debido al importante número de aplicaciones en áreas tan dispares como son la agricultura, el tratamiento de aguas, la industria alimenticia, la biomedicina y la cosmética, entre otras. Entre las funciones biológicas dentro de la industria médico-farmacéutica destacan actividades antiinflamatorias, inmunoestimulantes, antimicrobianas, antitumorales, de prevención de la obesidad y control del colesterol, como vectores de terapia génica y de promoción de la cicatrización y regeneración de la piel. Estas propiedades biológicas de los COS no solo son dependientes del grado de polimerización y acetilación sino que posiblemente también dependen del patrón de acetilación de estos. Actualmente la síntesis de COS presenta dos problemas principales: poca reproducibilidad entre lotes y el origen animal de los productos, que dificultan su utilización en la industria médico-farmacéutica. Con el objetivo de sobreponerse a estas limitaciones se ha pretendido desarrollar una plataforma biotecnológica para la producción de COS de bajo peso molecular con secuencias definidas. El proyecto pretende utilizar la actividad transglicosidasa de las quitinasas como herramienta sintética para obtener oligómeros de quitina y quitosano definidos con patrones de acetilación repetitivos. Las quitinasas son glicosil hidrolasas que catalizan la hidrólisis de enlaces glicosídicos β1,4 de polímeros de quitina y quitosano. Algunas quitinasas presentan también actividad de transglicosidación (TG) mediante la cual son capaces de introducir nuevos enlaces glicosídicos entre una molécula donadora y una aceptora con la consecuente generación de COS oligoméricos. Estas quitinasas pueden utilizarse para la polimerización in vitro de COS, pero la actividad de hidrólisis que presentan tiende a despolimerizar los productos de TG rápidamente. Con el objetivo de aumentar la actividad de TG de quitinasas para la obtención de nuevos COS estructuralmente definidos, en esta tesis se ha aplicado la estrategia glicosintasa (GS) sobre diferentes quitinasas de la familia GH18 por mutación del residuo asistente y el uso de un derivado oxazolina como donador, con las que se ha logrado una importante disminución de la actividad de hidrólisis y un incremento de la actividad de TG. A pesar del incremento de la actividad de TG, la actividad hidrolasa residual que presentan da lugar a la hidrólisis de los productos GS y de TG formados que impide el aumento del rendimiento. Con este propósito se ha optado por la modificación de una de las enzimas seleccionadas por ingeniería de proteínas. Mediante mutagénesis dirigida se ha logrado incrementar el rendimiento en polímero hasta un 60% (p/p) con el uso de un derivado oxazolina de un COS de quitina (el 60% del cual corresponde al producto de la reacción GS), y también la obtención de oligómeros/polímeros de quitosano con el uso de derivados oxazolina de quitooligosacáridos parcialmente desacetilados, estructuralmente definidos. |
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Director/a Planas Sauter, Antoni |
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Departamento IQS SE - Bioenginyeria |
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Fecha de defensa 2019-07-15 |
