Análisis molecular, modificación funcional y producción de enzimas susceptibles de ser utilizadas en la síntesis de fructooligosacáridos.

Abstract

Los fructooligosacáridos (FOS) son oligosacáridos lineales de cadena corta, de creciente importancia biotecnológica debido a su función como prebióticos. Se designan como “prebióticos” a determinados ingredientes no digeribles de los alimentos que ejercen un efecto positivo para la salud porque estimulan selectivamente el crecimiento o el metabolismo en el colon de determinados microorganismos de acción beneficiosa. Los FOS pueden obtenerse por hidrólisis parcial de polisacáridos (inulina o levano) o por síntesis enzimática a partir de sacarosa. Frecuentemente, las glicohidrolasas son capaces de catalizar tanto la hidrólisis de un enlace glicosídico como su formación, y su actividad en uno u otro sentido depende en gran medida de la conformación del centro activo y de las condiciones ambientales en las que actúen. Esta dualidad permite el uso de enzimas hidrolíticas en reacciones biosintéticas. En este contexto, la presente tesis versa sobre la caracterización de una nueva especie de levadura, W. navarrensis, que se aisló de tierra asociada a raíces de plantas de ajo y cebolla, y que está dotada de una invertasa que es capaz de sintetizar FOS a partir de sacarosa mediante transfructosilación. Por otro lado, se ha estudiado estructural y funcionalmente la invertasa modelo Suc2 de S. cerevisiae, consiguiendo mutantes de ésta con una mayor capacidad transfructosilante. Algunos de esos mutantes incrementaron la síntesis de 6-kestosa hasta en 12 veces respecto a la enzima nativa, sin afectar a la síntesis de otros FOS. Además, se ha identificado un residuo que modifica la especificidad de producto, ya que la enzima mutante sintetiza cantidades equimolares de 1-kestosa y 6-kestosa. Esto sugiere que el locus estructural ocupado por este residuo está involucrado en la orientación de la molécula aceptora y determina la especificidad de síntesis de enlaces ß(2-1) vs ß(2-6).