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Ángela Ávila Fernández Fructanas y fructosíltransferasas Octubre 2009.

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Presentación del tema: "Ángela Ávila Fernández Fructanas y fructosíltransferasas Octubre 2009."— Transcripción de la presentación:

1 Ángela Ávila Fernández Fructanas y fructosíltransferasas Octubre 2009

2 Fructanas y FOS Definición, distribución y función fisiológica Estructuras de las fructanas Aplicaciones Fructosiltransferasas Bacterianas y fungales Vegetales Estructura y mecanismo de reacción Usos de las fructosiltransferasas Obtención de FOS Producción de nuevos oligosacáridos Glicosilación de compuestos Agave: Fructanas y fructosiltransferasas

3 Tipo de enlace Fructosa Glucosa Polímeros de azúcar compuestos por unidades de fructosa Grado de polimerización mayor a 10 Inulina Levana 1-Kestosa Nistosa 1 F -Fructofuranosil Nistosa Neokestosa Bifurcosa Fructooligosacáridos (FOS) Grado de polimerización de 3 a 10 Definición, distribución y función fisiológica

4 L. mesenteroides L. reuteri A. niger C. intybus A. tequilana Bacterias Hongos Plantas Definición, distribución y función fisiológica S. mutans B. subtilis F. oxysporum Z. mobilis G. diazotrophicus Pseudomonas Penicillium Algas verde azules Dasycladus Cymopolia Batophora … Algas

5 Bacterias Hongos y algas Plantas Definición, distribución y función fisiológica Promueven la colonización y supervivencia. Fitopatogenicidad. Simbiosis Fuente exógena de carbohidratos. Virulencia. Protección contra desecación. Adherencia a las superficies. No se conoce su función fisiológica Reserva de carbohidratos. Promueven la germinación y la expansión de las flores. Osmoprotección Resistencia a sequia y frio. Paenibacillum polimyxa Actinomyces naeslundii C. intybus

6 Estructura de las fructanas Sacarosa Fructosiltransferasa Fructanas de alto peso molecular FOS Fructosiltransferasa O HO OH HO OH o HO o Bacterias Hongos x10 6 Da

7 Modificado de Ritsema y cols )Inulina 2)Levana 3)Neoserie de inulina 4)Neoserie de levana 5)Fructana mezclada Base de la serie. 1-kestosa, 6-kestosa, 3 y 4) Neo-kestosa, 5) Bifurcosa. Estructura de las fructanas

8 Aplicaciones Contenido de fructanas en plantas comestibles [Van Loo y cols. 1995]. *Calculado de Waleckx y cols

9 Aplicaciones Inulin y FOS son considerados prebióticos por ser ingredientes alimenticios no digeribles que provocan la modificación en la composición de la microflora del colon.

10 Propiedades Tecnológicas Baja dulzura Bajo aporte energético Altamente solubles No cariogénicos Estables Características Prebióticas Modifican la composición de la microflora del colon. Favorecen la producción de vitaminas Activan funciones intestinales Asisten digestión y absorción de nutrientes. Estimulan la función inmunológica Aplicaciones

11 Aplicaciones cosméticas Sustituto de plasma sanguíneo Aplicaciones potenciales Emulsificante. Estabilizante. Espesante. Agente encapsulante. Acarreador de sabores y fragancias. Sellador biológico en suelos altamente permeables

12 Fructosiltransferasas

13 Sacarosa Inulosacarasas Enlaces (2-1) O HO OH HO OH o HO o Enlaces (2-6) Levansacarasas Inulina Levana Tipo de enlace Fructosa Glucosa Peso molecular KDa 170 kDa

14 Fructosiltransferasas Sacarosa FOS Fructosiltransferasa O HO OH HO OH o HO o Características Peso variable debido a la glicosilación KDa Formación de multímeros

15 Fructosiltransferasas

16 Representación de la estructura tridimensional de la levansacarasa de B. subtilis (SACB; código PDB 1oyg). Modelo del mecanismo de reacción de tipo Ping-pong Bi-bi propuesto para SACB en notación de Cleland. S, sacarosa; E, enzima; G, glucosa; L, levana.

17 Fructosiltransferasas Representación de la estructura tridimensional de la FEH de Cichorium intybus (FEH IIa:código PDB 1st8). Asp 94 Asp 219 Glu 276 Cis 519 Cis aa Péptido señal 61 aa -propela 356 aa -sandwich 204 aa 5 3 D PN L E C RDPRDP

18 Usos de las fructosiltransferasas Proceso industrial de producción de oligofructosa de achicoria (A). Producción de FOS mediante el uso de FTF (B). Rendimiento de FOS obtenido al utilizar FTF de de diferentes microorganismos

19 Usos de las fructosiltransferasas

20 Mayor solubilidad Menor reactividad Mayor estabilidad Propiedades químicas diferentes Propiedades Aplicaciones Endulzantes Antimicrobianos Antioxidantes Surfantantes y emulsificantes Compuestos de liberación controlada. Isoquercetin Usos de las fructosiltransferasas

21 Grado de polimerización (DP) 3-29 López et. al., 2003 (2-1) (2-6) Satyanarayana, M. N. (1976) Biosynthesis of Oligosaccharides and Fructans in Agave Vera cruz.1. Properties of a Partially Purified Transfructosylase, Indian Journal of Biochemistry & Biophysics. 13, Bhatia, I.S., Nandra, K.S. (1979) Studies on fructosyl transferase from Agave Americana, Phytochemistry. 18, A g a v e

22 Sacarosa 1-SST 1-Kestosa Sacarosa:Sacarosa 1-Fructosiltransferasa (1-SST ) O HO OH HO OH o HO o

23

24 Yun, J. W. (1996) Fructooligosaccharides - Occurrence, preparation, and application, Enzyme and Microbial Technology. 19, Vijn, I. & Smeekens, S. (1999) Fructan: More than a reserve carbohydrate?, Plant Physiology. 120, Ritsema, T. & Smeekens, S. (2003) Fructans: beneficial for plants and humans, Current Opinion in Plant Biology. 6, Kolida, S., Tuohy, K. & Gibson, G. R. (2002) Prebiotic effects of inulin and oligofructose, British Journal of Nutrition. 87, S193-S197. Franck, A. (2002) Technological functionality of inulin and oligofructose, British Journal of Nutrition. 87, S287-S291. Sangeetha, P. T., Ramesh, M. N. & Prapulla, S. G. (2005) Recent trends in the microbial production, analysis and application of Fructooligosaccharides, Trends in Food Science and Technology. 16, Algunas referencias


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