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Autor/a
Lechuga Fernández, Inmaculada
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Abstract
La quitina y el quitosano son biocompatibles, biodegradables, no tóxicos, tienen propiedades antimicrobianas y la capacidad de absorber iones metálicos (Islam et al., 2017). Sus propiedades de retención de agua e hidratación les hacen útiles a la industria cosmética, mientras que la alta reactividad química del quitosano le hace útil en conjugados de fármacos para terapias contra el cáncer. Actualmente la principal aplicación de estos polisacáridos se está utilizando como biomateriales y como alternativa a los polímeros sintéticos en la industria. El quitosano se puede formar en membranas y se utiliza en aplicaciones de ingeniería de tejidos, sus geles, polvo y películas son útiles para la encapsulación, barreras de membrana, lentes de contacto y cultivos celulares.
La quitina y el quitosano se pueden obtener químicamente extrayéndolos de los bioresiduos de las fábricas de alimentos marinos (Islam et al., 2017). Los caparazones se trituran a tamaños más pequeños y los minerales como el carbonato de calcio se eliminan mediante la extracción con ácido clorhídrico. La extracción de la proteína se realiza tratándola con una diluida solución de hidróxido de sodio. La quitina resultante obtenida se desacetila después en un 40-45% de sodio hidróxido a altas temperaturas (160ºC) durante 1-3 horas en ausencia de oxígeno seguido de procedimientos de purificación para formar quitosano. El grado de acetilación depende de la concentración de NaOH, la temperatura de reacción y el tiempo. Dependiendo del método de producción, los intervalos de desacetilación van del 56 al 99%. Aunque el quitosano químicamente puede obtenerse con altas proporciones de desacetilación, algunas de sus desventajas son que la producción requiere mucho tiempo, reacciones secundarias no deseadas y la aleatoriedad de las reacciones químicas, lo que da patrones irregulares de desacetilación. La gran ventaja de la síntesis química del quitosano es que nos permite producirlo industrialmente en grandes cantidades. Por otro lado, biotecnológicamente, puede obtenerse quitosano produciéndolo a partir de las paredes celulares de los hongos. El bioproceso de extracción, a diferencia del método químico, no requiere altas temperaturas ni soluciones alcalinas fuertes y las especies productoras de quitosano tienen aproximadamente el mismo grado de desacetilación y menor viscosidad que el quitosano producido a partir de la quitina de los crustáceos. Otra alternativa para producir quitosano biológicamente es utilizar quitinasas y desacetilasas que dan a los productos con patrones de desacetilación más homogéneos y oligómeros de tamaño controlado. El principal inconveniente del uso de enzimas para convertir la quitina en quitosano son las dificultades para producirla a gran escala (Grifoll-Romero et al., 2018).
Este proyecto estudia el mecanismo de unión de una esterasa de carbohidratos de la familia 4 a sus sustratos siguiendo una de las líneas de investigación del laboratorio de bioquímica, que se dedica al uso de enzimas activas sobre hidratos de carbono para la obtención de productos de gran valor. El principal interés de esto es utilizar esterasas de carbohidratos de la familia 4 para obtener oligómeros de quitina con patrones desacetilados conocidos.
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