Propiedades y posible aplicaciĆ³n en la industria alimenticia de las a-Sa-L-arabinofuranosidasas del hongo penicillium purpurogenum
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Fecha
2009
Profesor/a GuĆa
Facultad/escuela
Idioma
es
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Editor
Universidad AndrƩs Bello
Nombre de Curso
Licencia CC
Licencia CC
Resumen
La lignocelulosa es la biomasa renovable mĆ”s abundante en nuestro planeta. EstĆ” compuesta por lignina, pectina, celulosa y hemicelulosas. El xilano es el principal componente de las hemicelulosas. EstĆ” formado por una cadena principal de residuos P- 1,4-D-xilopiranĆ³sidos sustituida por diferentes tipos de residuos: metil glucuronato, Larabinofuranosa y acetato. La biodegradaciĆ³n del xilano es un proceso complejo que necesita la participaciĆ³n de una serie de esterasas y glicanasas. Entre estas Ćltimas se encuentran las a-L-arabinofuranosidasas (E.C. 3.2.1.55) que hidrolizan residuos de arabinosa unidos a la posiciĆ³n 2 y/Ć³ 3 de la xilosa.
El hongo filamentoso Penicillium purpurogenum, utilizado en este trabajo como modelo de estudio, crece en diferentes fuentes de carbono natural, secretando al medio en que se
desarrolla una gran variedad de enzimas xilanolĆticas, incluyendo tres a-Arabinofuranosidasas,
denominadas ABF 1,2 y 3.
Este trabajo estĆ” enfocado en completar la caracterizaciĆ³n de ABF2 y principalmente en el estudio de ABF3. Las dos enzimas han sido purificadas a homogeneidad. El peso molecular determinado por electroforesis en condiciones desnaturantes es de 70.000 para ABF2 y 50.700 para ABF3.
Al analizar sus propiedades cinĆ©ticas, utilizando el sustrato sintĆ©tico p-nitrofenil-a- arabinofuranĆ³sido (pNPAra), se observĆ³ que ambas siguen una cinĆ©tica de Michaelis-
Menten, con valores de KM de 0,098 mM para ABF2 y 0,65 mM para ABF3. La temperatura Ć³ptima es de 60Ā°C para ABF2 y de 50Ā°C para ABF3. El pH Ć³ptimo es de 5,O para las dos ABFs. ABF3 muestra tambiĆ©n actividad frente a p-nitrofeni1-B-DxilopiranĆ³sido (pNPXyl) con una KM de 12 mM; es por lo tanto una enzima bifuncional.
La acciĆ³n sobre sustratos naturales mostrĆ³ que las tres ABFs (ABF1, 2 y 3) tienen diferente especificidad de sustrato; ABF 1 actĆŗa sobre polisacĆ”ridos desramificandolos, ABF2 no actĆŗa sobre polisacĆ”ridos y ABF3 muestra mayor preferencia por arabinoxilano y xilooligosacĆ”ridos. Estos resultados confirman la hipĆ³tesis que las ABFs cumplen distintas funciones en la biodegradaciĆ³n de la lignocelulosa.
El gen abf 3 y su cDNA fueron secuenciados y no se encontraron intrones. La proteĆna madura tiene 433 aminoĆ”cidos, con un peso molecular calculado de 47.305. El anĆ”lisis de la secuencia de ABF3 mostrĆ³ que es una proteĆna modular; posee un dominio catalĆtico y mĆ³dulo de uniĆ³n a carbohidratos. De esta forma, ABF3 es la primera enzima bifuncional modular de eucariontes descrita dentro de la Familia 43 de las Glicosil Hidrolasas.
Una posible aplicaciĆ³n de las a-L-arabinofuranosidasas ha sido estudiada en relaciĆ³n al aumento del aroma de los vinos. Se utilizĆ³ mosto de Moscatel de AlejandrĆa para aislar los glicĆ³sidos a travĆ©s de columnas C18 RP. La cantidad de monosacĆ”ridos (glucosa, arabinosa y xilosa) presentes en los glicĆ³sidos, fue determinada despuĆ©s de la hidrĆ³lisis Ć”cida y fue comparada con la obtenida por hidrĆ³lisis enzimĆ”tica. Para la hidrĆ³lisis enzimĆ”tica se utilizaron las ABFs (1 y 3) y P-glucosidasa de P. purpurogenum. Las dos ABFs fueron activas frente a monoterpenil a-L-arabinofuranosilglucĆ³sidos con liberaciĆ³n de arabinosa. Si ademĆ”s se adicionaba P-glucosidasa se generaba glucosa y monoterpenos.
Estos resultados son comparables a los obtenidos en experimentos similares utilizando
preparaciones comerciales, lo que sugiere que las enzimas de P. purpurogenum pueden
ser utilizadas en esta aplicaciĆ³n en particular.
Notas
Tesis (Doctor en BiotecnologĆa)
Palabras clave
Industria de Alimentos., Biomasa Vegetal., Penicillium Purpurogenum.