Glicósidos

• Nombre general para un aglicón unido covalentemente a un residuo glicosilo.

• En plantas: acumulación, almacenamiento y transporte de substancias hidrofóbicas.

Glicósidos cianogénicos: Precursores de aroma:

Glucósidos de flavonoides:

Movimiento de hojas:

Aplicación industrial de glicósidos

Residuos glicosilo conectado a:Residuos glicosilo conectado a:

• Cadenas alquilo largas: propiedades surfactantes y emulsificantes; aplicación en detergentes y cosméticos.

• Cadenas alquilo insaturadas (ej. terpenos): actividad antimicrobiana y antifúngica.

• Péptidos y esteroides: formulaciones antitumorales y drogas para enfermedades cardiacas, respectivamente.

• Glicósidos de aroma y sabor: compuestos controladores de la liberación de aroma y sabor en alimentos.

Preparación de glicósidos.

• Buenos rendimientos.• Necesidad de pasos de protección y

desprotección de los sustratos y productos.• Uso de catalizadores y solventes tóxicos.• Excepción: síntesis de Fischer, pero sólo

aplicable a un rango limitado de aglicones.

Síntesis química:

Preparación de glicósidos.Síntesis enzimática:

• Transferencia selectiva de un residuo glicosilo de un intermediario activado a un aglicón.

• Síntesis en bioreactores sólo posible con un sistema de regeneración de nucleótidos glicosilados.

• Su alta selectividad las hace inflexibles en su aplicación.

• Generalmente utilizadas en las reacciones de glicosilación.

• Función natural: hidrólisis de glucósidos.

• En 1914, Bourquelot demostró que es posible usar -glicosidasa en reacciones de glicosilación.

Glicosil-transferasas Glicosil-hidrolasas

Preparación de glicósidos.Síntesis enzimática:

• Generalmente no disponibles comercialmente o muy caras.

• Alta especificidad hacia sustrato y aglicón.

• Sustratos: oligosacáridos, nucleótidos difosfato glicosilados.

• Se sabe poco de su estabilidad.

• Muy disponibles, baratas.

• Baja especificidad hacia el aceptor de residuos glicosilo.

• Sustratos: mono y disacáridos, alquil y aril glicósidos.

• Generalmente estables, algunas especies termoestables están disponibles comercialmente.

Glicosil-transferasas Glicosil-hidrolasas

Síntesis de glicósidos con glicosidasas:

• Control cinético.• Mayores rendimientos en

tiempos cortos de reacción.• Algunas veces, los

donadores de residuos glicosilo, son caros.

• Control temodinámico.• Menores rendimientos de

reacción.• Monosacáridos como

donadores de residuos glicosilo.

Transglicosilación: Hidrólisis inversa:

O+

O+ O+

Aqueous phase

Organic solvent

E

H2OAOH

OA OH

Gly-O-RROH

Selección del sustrato

Selección de la enzima.

Selección de la enzima.

- glucosidasa- glucosidasa-amilasa-amilasa-galactosidasa

Reactores para glicosilación.• La mayor parte de los estudios enfocados a

reacciones de hidrólisis.

• Najakima et al.: producción de -thujaplicin 2-O--D-glucósido con UDP-glucosil transferasa libre en un reactor de tanque agitado con membrana:

0.11 mg/g de enzima h en cuatro “batches” sin pérdida de actividad

Reactores para glicosilación.

• Yi et al.: reactor de tanque agitado con -glucosidasa inmovilizada para la producción de hexyl glucósido.

Purificación de glicósidos.

Glicosidasas en reacciones de transglicosilación.

Necesidades:

Hidrolasas con mayor relación

transferencia/hidrólisis para la obtención de altos rendimientos de

síntesis.

Uso de enzimas termoestables (las altas temperaturas

permiten una mayor concentración de

sustrato y evitan la contaminación).

En varios estudios se han reportado rendimientos máximos de 40-42% para la

síntesis de oligosacáridos a partir de lactosa con -glicosidasa.

Objetivo: aumentar el rendimiento de oligosacáridos a partir de lactosa de la -glicosidasa hipertermoestable de P. furiusus por ingeniería de proteínas en el sitio activo.

Familia 1 de las glicosil-hidrolasas.

-glicosidasas, 6-fosfo--glicosidasas.

• Hidrólisis con retención de la configuración del carbono anomérico.

-glucosidasa de P. furiusus:

• Homotetrámero

• Monómero: barril ()8

• Subunidades de 58KDa;

-glucosidasa de P.furiusus: Cel B

• Hidrólisis de -glucósidos (100%)

• Actividad de -galactosidasa (61%)

• Actividad manosidasa (9.5%)

Los parámetros cinéticos para la hidrólisis de pNp-glu (0.028-6.0 mM) se determinaron con la medición del incremento de A 405 nm por la liberación de p-nitrofenol (80°C/pH 5).