Daniel Alberto Grajales Hernández.pdf - Repositorio CIATEJ

Posteriormente, se muestra la evaluación de cada uno de los residuos de la industria del maíz en la producción preferencial de cada una de las hidrolasas involucradas en la síntesis. Las estrategias utilizadas en esta sección finalmente nos permitieron identificar la hidrolasa responsable de la actividad de síntesis de los ésteres del ácido hidroxicinámico.

CATALIZADORES

Los catalizadores son sustancias que facilitan una reacción química, ya que hacen que la reacción avance más rápido al abrir una vía más eficiente para que ocurra [26]. Un ejemplo es la reacción de hidrogenación del propileno para producir propano en la industria petroquímica.

BIOCATALIZADORES

Microorganismos: son biocatalizadores que requieren de una célula completa para su uso y utilización. Actualmente, la mayoría de los biocatalizadores producidos se utilizan para producir productos para el cuidado del hogar, con hasta el 34% de las ventas totales (Figura 2A).

ENZIMAS

• INTERACCIONES ENZIMA-SUSTRATO
• CLASIFICACIÓN DE ENZIMAS
• HIDROLASAS: ENZIMAS VERSÁTILES EN LA INDUSTRIA
• CARBOXIL ÉSTER HIDROLASAS
• LIPASAS Y ESTERASAS
• El GRUPO DE LAS CARBOHIDRATO ESTERASAS
• FERULOIL ESTERASAS: FAES
• HISTORIA DE LAS FAES

Por lo tanto, sólo los sustratos que ingresan al sitio activo de la enzima se convertirán en productos (Figura 3). Además, la tapa de AnFaeA tiene el único sitio de N-glicosilación en la proteína (Asn79), que sirve para anclarla en una conformación abierta [68].

LOS HONGOS

• CLASIFICACIÓN DE LOS HONGOS
• MORFOLOGÍA DE LOS HONGOS
• ESPORULACIÓN DE HONGOS
• LOS ASCOMICETOS

En algunos casos, pueden formarse tabiques, pero sólo en la base de las estructuras reproductivas. Actualmente, este hongo es más reconocido por su producción de ocratoxinas que por su papel en biotecnología, ya que se han realizado pocas investigaciones precisamente por su potencial actividad fitopatógena.

PRODUCCIÓN DE LIPASAS Y ESTERASAS FÚNGICAS POR

• ASPECTOS GENERALES DE LA FMS
• LA INDUSTRIA DEL MAÍZ
• NIXTAMALIZACIÓN
• RESIDUOS DEL PROCESO DE NIXTAMALIZACIÓN

Otro caso de éxito es el de la empresa BIOCON, que utilizó este tipo de fermentadores para la producción a gran escala de inmunosupresores. Algunos ejemplos a destacar son el aprovechamiento de tortas residuales del proceso de extracción de aceite para la producción de lipasas; residuos de la industria del arroz para la producción de lipasas, celulasas y -glucosidasas [107, 108]. En México abundan los desechos de la industria del maíz, ya que de este grano depende en gran medida la alimentación diaria de los habitantes.

Es por ello que estos residuos se perfilan como una alternativa económica para la producción de hidrolasas de utilidad industrial. El grano de maíz blanco se utiliza principalmente para la obtención del nixtamal que se utiliza en la preparación de tortillas y tamales tradicionales. El pericarpio es el principal componente de los residuos sólidos de la industria del maíz; Se libera durante la nixtamalización y se la conoce comúnmente como hoja de maíz.

El ácido ferúlico es el principal compuesto fenólico de la cáscara de maíz y suele estar unido de forma covalente a los polisacáridos de la pared celular [119]. Por su composición, la hoja de maíz es un material adecuado para la producción de enzimas como lipasas y Faes. Sin embargo, debido a que la complejidad de las estructuras de los compuestos de la cáscara de maíz es mayor, su uso como inductor de Faes no es tan común.

LOS ÁCIDOS HIDROXICINÁMICOS Y SUS ÉSTERES

• LOS ÁCIDOS HIDROXICINÁMICOS........... ¡Error! Marcador no definido

Además, los HA han demostrado tener propiedades beneficiosas para la salud humana como antioxidantes, reductores de los niveles elevados de lípidos, triglicéridos y azúcar en sangre, supresores de la formación de melanina, fotoprotectores frente a los rayos UV e inhibidores o agentes preventivos de algunos tipos de cáncer como el .p.ej mama, colon, pulmón, estómago y lengua; así como daño cerebral causado por proteínas relacionadas con el Alzheimer [4]. Cabe señalar que la actividad biológica de los ácidos hidroxicinámicos se potencia mediante su modificación con otras moléculas. En la siguiente sección, hablaremos más sobre los beneficios para la salud de los HA y sus ésteres.

Uno de los principales beneficios de los HA es su potencial antioxidante y su efecto protector frente a los rayos UV. Por otro lado, la lipofilización de los HA mediante su esterificación con cadenas alifáticas también puede mejorar algunas de sus características biológicas. En este caso se encontró una mayor inhibición del crecimiento celular y una mayor citotoxicidad de los ésteres en comparación con sus correspondientes ácidos, en particular la propil cafeína fue la molécula que mostró una actividad más pronunciada contra este tipo de células [131].

La síntesis de derivados cortos y lineales de HA se lleva a cabo comúnmente de forma no específica mediante catálisis química. Lipasas, cuya función natural es hidrolizar el enlace éster de los triglicéridos de cadena larga; Por todo lo anterior, el papel biotecnológico de los ésteres del ácido hidroxicinámico resalta la importancia de encontrar catalizadores amigables con el medio ambiente para su producción, como las lipasas y las feruloil esterasas.

ÉSTERES DE LUTEÍNA Y SU IMPORTANCIA

Otra de sus actividades beneficiosas en humanos es la reducción del riesgo de sufrir degeneración macular asociada a la edad (DMAE), que es una enfermedad degenerativa progresiva de la mácula, esta es una región rica en conos responsables de la agudeza visual. Las principales desventajas de la luteína libre son su alta sensibilidad a la degradación. Por otro lado, los ésteres de luteína de cadena larga han demostrado ser tolerantes a estas condiciones, conservando algunas de las propiedades funcionales, pero su biodisponibilidad es muy pobre. .

En trabajos anteriores, esto se demostró alimentando a las gallinas con una dieta a base de luteína esterificada con ácidos grasos de cadena corta, que es prácticamente tan biodisponible como en su forma libre. Aquí, la microflora intestinal logra hidrolizar los ésteres de los nutrientes anteriores y posteriormente permitir su asimilación como alcoholes libres [147]. De manera similar, se cree que los ésteres de luteína de cadena corta pueden convertirse en luteína libre antes de que comience el proceso de asimilación [148].

La mayoría de los estudios de ésteres de luteína se han centrado en comparar la biodisponibilidad según su forma libre y los métodos de extracción y purificación; Hasta la fecha no existen informes sobre la producción de ésteres. Como se mencionó anteriormente, los ésteres de luteína de cadena corta pueden ser la alternativa más adecuada para preservar la biodisponibilidad de la luteína libre, así como la resistencia a la degradación de las formas esterificadas de cadena larga. La evidencia obtenida en nuestro laboratorio demostró que la lipasa B de Candida antarctica es capaz de producir éster propílico de luteína a partir de propionato de vinilo y luteína libre. Además, se ha descubierto que los fermentos secos de Aspergillus ochraceus son ricos en actividad de éster carboxílico hidrolasa (lipasa, feruloil esterasa, etc.) y también pueden catalizar esta reacción.

LAS LIPASAS Y ESTERASAS DE Aspergillus ochraceus (Aoc)

Observaciones posteriores indicaron que esta esterificación se llevó a cabo mediante acción enzimática, los autores especularon que las hidrolasas de éster carboxílico, como las lipasas, podrían ser responsables de esta catálisis [149]. Así aumenta el interés por las lipasas y esterasas de este hongo en particular. Posteriormente, observaciones de sus características macro y microscópicas en cultivos en placa, además de un análisis de secuencia de la región ITS1-I5.8-ITS2, lograron identificar la cepa como Aspergillus ochraceus (Aoc; NCBI: EU805804).

En 2014, Romero-Borbón et al., produjeron, purificaron y caracterizaron uno de los Aoc Faes, denominado AocFae1, por su inducción en FMS con residuos de la industria del maíz (cáscaras). AocFae1 tiene un peso molecular de aproximadamente 30 kDa, así como una temperatura y un pH óptimos de 50 °C y 6,5, respectivamente. El perfil hidrolítico y el análisis del extremo N de AocFae1 mostraron que es una feruloilesterasa tipo C según la clasificación de Crepin [48], con preferencia por el ferulato de metilo [151].

A diferencia de AocFae1, AocFae2 es capaz de liberar ácido cafeico a partir de ácido clorogénico [20]. Estos trabajos demostraron la capacidad de Aspergillus ochraceus para expresar hidrolasas que permiten al hongo sobrevivir en residuos con altas concentraciones de ácidos fenólicos y lípidos. Sin embargo, lo anterior dejó muchos cabos sueltos, ya que tanto las lipasas como las feruloil esterasas tienen la capacidad de catalizar este tipo de reacciones y la evidencia obtenida hasta el momento sugirió que Aoc puede producir hasta 5 (2 Faes y 3 lipasas). ) Por lo tanto, la cuestión de qué éster hidrolasa de carboxilo es responsable de la reacción quedó en el aire, lo que abre una oportunidad para la investigación.

HIPÓTESIS

OBJETIVO GENERAL

• OBJETIVOS ESPECÍFICOS

REACTIVOS Y CONSUMIBLES

Ácidos hidroxicinámicos (cafeína, ácido o-cumárico, ácido m-cumárico, ácido p-cumárico, ácido ferúlico, ácido sinápico y ácido clorogénico), tributirina (TC4), trioctanoína (TC8), propionato de vinilo (VC3), p-nitrofenol ( pNP), fenol rojo, éter etílico, isooctano CHROMASOLV®, hexano CHROMASOLV®, metanol, etanol, n-propanol, n-butanol, isobutanol, sec-butanol, terc-butanol, alcohol fenetílico, Triton X100®, N-lauroilsarcosina ( NLS), tetrametiletilendiamina. TEMED), albúmina sérica bovina (BSA), reactivo de Bradford, fosfato dipotásico (K2HPO4), sulfato de magnesio (MgSO4), urea, MOPS, MES, TRIS, ácido fosfórico, ácido clorhídrico (HCl), ácido acético, hidróxido de sodio (NaOH) ) ), cloruro de sodio (NaCl), sulfato de amonio ((NH4)2SO4), glucosa, gel de sílice (malla 130-170) y arena de cuarzo se adquirieron de Sigma-Aldrich-Fluka-Vetec. Se prepararon membranas con cortes nominales de 3, 30 y 50 kDa a partir de celulosa regenerada y se adquirieron en Millipore.

MATERIAS PRIMAS

ENZIMAS

CEPA DE ESTUDIO

MÉTODOS

• TRATAMIENTO DE LAS MATERIAS PRIMAS
• DESARROLLO DE LOS PROCESOS FERMENTATIVOS PARA
• ENSAYOS DE ACTIVIDAD ENZIMÁTICA
• PURIFICACIÓN PARCIAL DE LA HIDROLASA

Soluciones tampón utilizadas para estimar el pH óptimo de AocFae1 en la síntesis de ferulato de butilo. Para evaluar el efecto de la cantidad de feruloil esterasa sobre la síntesis de ferulato de butilo, se probaron cinco concentraciones diferentes. Una parte fundamental en la realización de este trabajo es la caracterización integral de AocFae1.

Efecto de la cantidad de agua en la mezcla de reacción sobre la actividad catalítica en la síntesis de AocFae1. Efecto de la posición hidroxilo (orto, meta y para) del anillo aromático del ácido cumárico en la síntesis de cumaratos de butilo utilizando AocFae1. Comparación de la síntesis de ésteres de ácido hidroxicinámico realizada por AocFae1 y RML.