Complejo quitina-glucano

El complejo quitina-glucano (CGC) es un copolímero ( polisacárido ) que compone las paredes celulares de los hongos , que consiste en quitina unida covalentemente y 1,3/1,6-ß-D-glucano ramificado . Los CGC son alcalinos e insolubles . Diferentes especies de hongos tienen diferentes composiciones estructurales de quitina y β-glucano que componen los CGC en sus paredes celulares. [1] La composición del suelo y otros factores ambientales también pueden afectar la proporción de quitina a β-glucano que se encuentra en el CGC. [2] Las paredes celulares de los hongos también pueden contener complejos de quitosano -glucano, que son copolímeros similares pero tienen quitosano en lugar de quitina. La quitina y el quitosano son moléculas estrechamente relacionadas: más del 40% de la cadena polimérica de la quitina está hecha de unidades de glucosamina acetilada , mientras que más del 60% del quitosano está hecho de unidades de glucosamina desacetilada. [1]

En su forma natural, los CGC proporcionan soporte estructural a la pared celular fúngica. [3] Se han estudiado las aplicaciones biomédicas de los CGC, incluidas las propiedades inmunoestimulantes de A. fumigatus , así como la actividad antibacteriana exitosa contra S. typhimurium por los CGC de A. niger y M. rouxii . [1] Existe cierta evidencia de que los CGC pueden actuar como un prebiótico eficaz , ya que se probó en el crecimiento de 100 cepas de bifidobacterias diferentes, así como en ratas in vivo . [4] Los CGC tienen muchas aplicaciones industriales, como en las industrias alimentaria, cosmética y textil, porque se pueden preparar fácilmente sin toxinas . Como aditivos alimentarios, se utilizan comúnmente debido a su capacidad para adsorber iones de metales pesados. [5] Además, los CGC se producen en gran volumen industrialmente porque se pueden descomponer en sus componentes constitutivos por hidrólisis , produciendo quitina pura (o quitosano) y β-glucanos. [3]

En lugar de producirse a partir de partes animales, la quitina pura se puede extraer de las paredes celulares del hongo Pichia pastoris , recientemente clasificado como Komagataella pastoris. [6] A diferencia de la quitina extraída de crustáceos , por ejemplo, esta quitina no contiene metales pesados . Un estudio reveló que el complejo exhibe trazas de α-quitina en la estructura molecular a través de difracción de rayos X. Las similitudes en la estructura y las propiedades físicas sugieren que el complejo es una alternativa adecuada a la quitina basada en crustáceos, ya que los hongos son una fuente más factible y confiable de materias primas. [7]

Referencias

  1. ^ abc Freitas, Filomena; Roca, Christophe; Reis, Maria AM (2015). "Hongos como fuentes de polisacáridos para aplicaciones farmacéuticas y biomédicas". En Thakur, VK; Thakur, MK (eds.). MANUAL DE POLÍMEROS PARA TECNOLOGÍAS FARMACÉUTICAS: VOL 3, POLÍMEROS BIODEGRADABLES . Scrivener Publishing. págs. 61–103. ISBN 978-1-119-04144-3.
  2. ^ Ivshin, VP; Artamonova, SD; Ivshina, TN; Sharnina, FF (diciembre de 2007). "Métodos para el aislamiento de complejos quitina-glucano a partir de biomasa nativa de hongos superiores". Polymer Science, Serie B . 49 (11–12): 305–310. doi :10.1134/s1560090407110097. ISSN  1560-0904. S2CID  95679015.
  3. ^ ab Roca, Christophe; Chagas, Bárbara; Farinha, Inês; Freitas, Filomena; Mafra, Luis; Aguiar, Filipe; Oliveira, Rui; Reis, María AM (noviembre de 2012). "Producción de complejo de levadura quitina-glucano a partir de un subproducto de la industria del biodiesel". Bioquímica de procesos . 47 (11): 1670–1675. doi :10.1016/j.procbio.2012.04.004.
  4. ^ Alessandri, Julia; Milani, cristiano; Duranti, Sabrina; Mancabelli, Leonardo; Ranjanoro, Thibaut; Módica, Salvatore; Carnevali, Luca; Statello, Rosario; Bottacini, Francesca; Turroni, Francesca; Ossiprandi, María Cristina (08-04-2019). "Capacidad de las bifidobacterias para metabolizar quitina-glucano y su impacto en la microbiota intestinal". Informes científicos . 9 (1): 5755. Código bibliográfico : 2019NatSR...9.5755A. doi : 10.1038/s41598-019-42257-z . ISSN  2045-2322. PMC 6453949 . PMID  30962486. 
  5. ^ Meichik, NR; Vorob'ev, DV (mayo de 2012). "Complejo quitina-glucano en las paredes celulares del liquen Peltigera aphthosa". Bioquímica y microbiología aplicada . 48 (3): 307–311. doi :10.1134/S0003683812030088. PMID  22834307. S2CID  15173850.
  6. ^ Chargas, Barbara; Farinha, Ines; Galinha, Claudia F.; Freitas, Filomena; Reis, Maria AM (25 de septiembre de 2014). "Producción de complejo quitina-glucano por Komagataella (Pichia) pastoris: impacto del pH y la temperatura de cultivo en el contenido y la composición del polímero". New Biotechnology . 31 (5): 468–474. doi :10.1016/j.nbt.2014.06.005. PMID  24998355 – vía Elsevier Science Direct.
  7. ^ Farinha, Inês; Duarte, Paulo; Pimentel, Ana; Plotnikova, Evgeniya; Chagas, Bárbara; Mafra, Luis; Grandfils, cristiano; Freitas, Filomena; Fortunato, Elvira; Reis, María AM (2015). "Producción del complejo quitina-glucano por Komagataella pastoris: optimización posterior y caracterización del producto". Polímeros de carbohidratos . 130 : 455–464. doi :10.1016/j.carbpol.2015.05.034. PMID  26076647.


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