USO DE LEVADURAS COMO PRODUCTORES DE PROTEINAS DE INTERES FARMACEUTICO

INTRODUCCION Se cree que hace aproximadamente nueve mil años, los Chinos ya fabricaban vino y hace seis a ocho mil años, de ambos procesos como resultado de la fermentación alcohólica que producen las levaduras. Los primeros fundamentos científicos del cultivo y uso en grandes cantidades, de las levaduras, fueron descubiertos por Louis Pasteur, en el siglo XIX, Hoy se utilizan en diferentes tipos de fermentación, y algunos de sus usos son: como fuente de vitaminas del complejo B y de tiamina, en algunas fases de producción de antibióticos y hormonas esteroides y alimentos para animales y seres humanos. El término “levadura” se aplicó por primera vez a la porción de masa fermentada que se mezclaba con otra para hacerla alterarse y lograr así el levantamiento de la masa en la elaboración de pan.

DEFINICION Se denomina levadura a cualquiera de los diversos hongos microscópicos unicelulares que son importantes por su capacidad para realizar la descomposición mediante fermentación de diversos cuerpos orgánicos, principalmente los azúcares o hidratos de carbono, produciendo distintas sustancias.

DISTRIBUCIÓN Las levaduras son ubicuas (están muy distribuidas en muchos habitas), pues se consideran organismos cosmopolitas y probablemente de los más ampliamente distribuidos en la tierra. Se encuentran en las frutas, los granos y otras materias nutritivas que contienen azúcares. Así se han aislado, por ejemplo,  de los suelos, de restos de vegetales y animales en desintegración, de raíces, tallos, hojas, flores (nectarios), frutos, granos, semillas, cortezas de árboles y exudaciones vegetales; pus de heridas y de órganos como los pulmones, tumores y úlceras; piel sana y lesionada; tubo digestivo del hombre

MORFOLOGÍA Las levaduras son muy parecidas a bacterias macroscópicamente pero son más cremosas y los colores que presentan son blancos, o un poco más oscuros. Algunas son rosadas o rojas porque tienen carotenoides. son unicelulares; tienen forma y dimensiones diversas, desde las esféricas ovoides y elipsoidales, a las cilíndricas que pueden ser muy alargadas y aun filamentosas. Como son polimorfas adopta distintas formas dentro de la misma especie y aun en el mismo cultivo, lo cual depende de diversos factores, especialmente del sustrato e que viven y de la edad de los cultivos. Las dimensiones más comunes varían entre 2 y 4 µm de ancho y 2 a 8 µm de largo; sin embargo, se encuentran levaduras alargadas que tienen 10, 15 o 25 µm de longitud,

a.  Pared celular La pared celular o cápsula en muy delgada o gruesa según la edad de la célula y especie de levadura; está formada principalmente de polisacáridos constituidos por β-glucanos y algo de quitina.  

b.  Membrana celular   Tiene estructura, y funciones semejantes a las de otras células  y  en los fenómenos de plásmosis se contrae junto con el citoplasma.  Juega un papel importante en la regulación del flujo de todos los materiales tanto hacia el interior como hacia el exterior de la célula.

c. Citoplasma   En él se encuentran diversas estructuras metaplasmáticas (mitocondrias, vacuolas y retículo endoplásmatico), así como granulaciones paraplasmáticas (glucógeno y glóbulos metacromáticos).

  d. Núcleo Está rodeado por una doble membrana. En su interior se alberga un área densa, en forma de media luna, a la que se denomina nucléolo. Los cromosomas no son distinguibles, pero hay pruebas genéticas que indican la existencia de al menos 17 pares y varios fragmentos en las células diploides. El núcleo siempre está muy cercano a la zona donde está la gema (célula con otra al lado o encima). La estructura del núcleo de las levaduras puede variar según el grupo taxonómico al que pertenecen

TIPOS DE REPRODUCCIÓN a. Gemación: Proceso asexual, en el cual la célula progenitora reparte sus constituyentes celulares con una célula hija (sin división del núcleo); las dos células son iguales en su madurez.

b. Esporulación Proceso de reproducción sexual; en el ciclo sexual, una célula diploide normal da lugar a dos ascas o células esporogéneas, que contienen cuatro ascosporas haploides.

c.  Fisión Reproducción vegetativa o asexual, semejante al proceso reproductor de las bacterias. Las células aumentan de tamaño y se alargan, el núcleo se divide y se originan dos células semejantes.

FERMENTACION El término fermentación, en su acepción estricta, se refiere a la obtención de energía en ausencia de oxígeno y generalmente lleva agregado el nombre del producto final de la reacción.

Productos de la microbiología Industrial

CLASIFICACIÓN

1.-SACCHAROMYCES CEREVISIAE La levadura de cerveza se compone de microrganismos muy activos, con una gran capacidad de reproducción. Durante este proceso, se generan prácticamente todas las vitaminas y proteínas vegetales de gran valor biológico, enriquecidas con oligoelementos y minerales procedentes de susubstrato alimentario.

COMPONENTES NUTRITIVOS DE LA SACCHAROMYCES CEREVISIAE 1. Selenio: es un antioxidante muy importante. Se utiliza actualmente en los tratamientos contra el cáncer. Es uno de los componentes más característicos de la cerveza. •Está muy relacionado con la vitamina E y con el metabolismo de las grasas. 2. Cromo: es muy importante para el metabolismo de las grasas y los hidratos de carbono. •Incrementa la actividad de la insulina facilitando el transporte de la glucosa al interior de la célula. 3. Glutation: Está compuesto por tres aminoácidos: glicina, ácido glutámico y cisteína. •Tiene un gran poder desintoxicante. •Es un gran antioxidante. •Facilita el transporte de aminoácidos y minerales. •Su falta produce cataratas.

PROPIEDADES 1. Protector de la piel, uñas, cabello y nervios: Contiene una gran cantidad de vitaminas del grupo B, vitamina H (biotina), glutation, minerales y oligoelementos. Por todo ello, es útil para mejorar el aspecto de la piel y cabello. Fortalece los nervios. Mejora las uñas 2. Reducción del colesterol: Las sustancias nutritivas que posee la levadura, reducen con buena efectividad el nivel de colesterol en sangre. La lecitina y la colina que contienen aumentan la proporción de HDL (colesterol bueno). El lúpulo, estimula al hígado y vesícula biliar para eliminar el LDL (colesterol malo).

3. Reducción de la tensión arterial:   Por la composición a base de sodio y potasio, la levadura de cerveza, tiene un efecto diurético y por tanto, reduce las tensiones arteriales elevadas. 4. Ayuda al corazón: Dados algunos componentes que contienen la levadura de cerveza, especialmente el cromo, el selenio y la vitamina B1, facilita el funcionamiento normal del músculo cardiaco.

5. Reducción del azúcar en sangre:   Es conocida desde hace más de 80 años la cualidad de la levadura de cerveza de activar la insulina, reduciéndose los niveles de azúcar en la sangre. Parece ser que este efecto se debe fundamentalmente se debe al cromo que contiene. Especialmente en las diabetes del anciano, son efectivos en cuanto a mejorarla el zinc y el selenio que contiene. 6. Ayuda al hígado en sus funciones: La levadura de cerveza es un excelente estimulante hepático, especialmente en cuanto a sus funciones desintoxicantes. Es uno de los tratamientos más eficaces en las enfermedades hepáticas, incluso en casos graves como la hepatitis y la cirrosis. Los componentes que ayudan son selenio, colina, metionina y el glutation.

Cicatrizante y desinfectante tópico: Existen multitud de trabajos que demuestran las propiedades desinfectantes de la levadura de cerveza contra gérmenes patógenos y hongos cutáneos, sin ningún tipo de efectos secundarios. Incluso se ha utilizado en micosis vaginales.. 8. Protección contra los contaminantes ambientales:  La levadura de cerveza, ingerida en forma líquida celular, es muy efectiva para la eliminación de las sustancias tóxicas. Propiedades anti-cancerígenas: Parece ser que los componentes de la levadura de cerveza tienen propiedades preventivas del cáncer. Sobre todo, aquellos que contienen azufre, se oponen a la degeneración celular. 10. Normalización de la flora intestinal: La levadura de cerveza regulariza el equilibrio de la flora intestinal, corrigiendo el estreñimiento y desintoxicando al organismo, de manera que nos encontremos francamente mejor en todos los aspectos.   11. Normalización del metabolismo cerebral: La levadura de cerveza ha demostrado sus cualidades a estos niveles, debidos especialmente a la colina. Incluso en los enfermos de Alzheimer se ha presentado mucha mejoría, gracias a la normalización o mejora del metabolismo cerebral por parte de la colina, actuando como neurotransmisor cerebral.

FORMA DE TOMAR LA LEVADURA Es la forma más efectiva y rápida de usar la levadura de cerveza. Consiste en hacer una dieta estricta a base de zumos de frutas y verduras, junto con la ingesta de levadura líquida celular. En una semana se consigue una mejoría muy evidente en todo el organismo, e incluso mejora enormemente el aspecto de la piel. Tras una semana

2.Pichia pastoris: Es una levadura muy utilizada actualmente como sistema de expresión para la producción de proteínas recombinantes. Proteínas recombinantes: Son proteínas producidas mediante la tecnología del  ADN recombinante, la cual ha permitido conocer y separar los genes codificantes para las proteínas de interés, que posteriormente son transferidos a diferentes hospederos u organismos diferentes a los nativos. 

Fabricación: Fragmentos de unión a anticuerpos . Ergosterol: Esterol que se halla en los tejidos fúngicos y se puede transformar en vitamina D2 bajo la influencia de rayos ultravioleta.

La combinación de progresos rápidos e inesperados en la secuencia de genomas a lo largo de la última década y plataformas analíticas “ómicas” han proveído una invaluable fuente de información en la fisiología de las levaduras. MARINA

3.-Penicillium chrysogenum El que se obtuvo el antibiótico penicilina, descubierto por Alexander Fleming en 1928. La cepa de Penicillium notatum aislada por Fleming producía 2 mg de penicilina por cada litro de cultivo, posteriormente se encontró que otros Penicillium eran mejores productores de penicilina y se eligió a Penicillium chrysogenum como cepa superproductora de este antibiótico.

EXTRACCION DE PENICILINA Normalmente la cepa de producción es mantenida como esporos, liofilizados o en nitrógeno líquido. Otra alternativa es mantener el desarrollo vegetativo en N2 líquido o congelado a -70 °C. Las técnicas genéticas se han utilizado de dos formas para el mejoramiento del proceso. En primeros lugares el empleo de mutantes bloqueados ha permitido el conocimiento de las rutas biosintéticas y de apropiadas ténicas de selección. En segundo lugar, las técnicas de fusión de protoplastos y procesos para sexuales facilitaron la obtención de recombinantes con rendimientos superiores a los de las cepas originales y con expresiones estables. Además esto permitió la obtención de organismos productores de nuevos antibióticos.

4.-TORULASPORA PRETORIENSIS Esta conocida también como b-fructofuranocida es una enzima que cataliza la hidrolisis de la sacarosa en glucosa y fructuosa; se emplea en la industria farmacéutica como acabado de comprimidos; por otro lado, la enzima además de tener actividad de hidrolisis en condiciones de altas concentraciones de sustrato (sacarosa) puede tener actividad frutosiltransferasa, para la síntesis de fructooligosacaridos (FOS) tales como cestosa y 1-fructofuranocil-nistosa los cuales son de bajo contenido calórico. Estos compuestos tienen un impacto en la salud puesto que mejoran la microflora intestinal y previenen enfermedades cardiovasculares, cáncer de colon u osteoporosis

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