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Ingeniería de glicosintasas para la producción de quito-oligosacáridos

Industrialmente, ofrecen unos biopolímeros versátiles, con multitud de propiedades y funciones y de elevado interés biotecnológico en diversas aplicaciones.

Ingeniería de glicosintasas para la producción de quito-oligosacáridos
Biotecnología industrial
Investigación

Los quitosanos y quito-oligosacáridos (COS) son productos que presentan un gran interés por el hecho de ser biocompatibles y biodegradables, no tóxicos y sostenibles. Industrialmente, ofrecen unos biopolímeros versátiles, con multitud de propiedades y funciones y de elevado interés biotecnológico en diversas aplicaciones.

Actualmente, la síntesis de COS presenta dos problemas principales: poca reproducibilidad entre lotes y el origen animal de los productos, dificultando su utilización en la industria médico-farmacéutica.  Dentro del proyecto europeo Nano3Bio, y con el objetivo de superar estas limitaciones, se ha desarrollado una plataforma para la producción de COS de bajo peso molecular con secuencias definidas. Formando parte de este consorcio europeo, la Dra. Cristina Alsina realizó su tesis doctoral sobre “Ingeniería de glicosintasas derivadas de quitinasas para la polimerización de oligosacáridos”, dirigida por el Profesor de IQS Dr. Antoni Planas, del Departamento de Bioingeniería de IQS School of Engineering.

La tesis ha desarrollado nuevas variantes enzimáticas de quitinasas por ingeniería de proteínas, donde se reduce la actividad hidrolítica, al tiempo que se potencia la actividad trasnglicosidasa. Esta estrategia se basa en la Tecnologia Glicosintasa (GS) desarrollada en el Laboratorio de Bioquímica de IQS, aplicada aquí por primera vez sobre diferentes quitinasas de la familia GH18.

Para incrementar el rendimiento final en el polímero deseado, se ha rediseñado el centro activo por técnicas de mutagénesis dirigida. Así, se ha conseguido aumentar a un 60% el rendimiento de una familia de polímeros de quitina de bajo peso molecular, siendo la primera vez que se obtiene este tipo de biopolímeros por síntesis quimioenzimàtica de novo. 

Al no derivar de la degradación de la quinina natural de origen animal, con los problemas de contaminación de alergénicos por algunas aplicaciones, la disponibilidad de estos nuevos compuestos permite acceder a nuevas aplicaciones en los campos biomédico y cosmético.

This project has received funding from the European Union's Sevenths Framework Programme for research, technological development and demonstration under grant agreement noº 613931.