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Alla fine degli anni '80 i risultati di diversi progetti di ricerca di molti paesi avevano messo in risalto come l'ambiente marino fosse un'utile fonte di interessanti enzimi idrolitici appartenenti alla classe delle glicosidasi1.

L'interesse per enzimi dall'ambiente marino oggi si estende però anche ad altre classi di enzimi idrolitici come per esempio le lipasi per la possibilità di trovare esempi di attività enzimatiche funzionanti a basse temperature e in presenza di alto contenuto salino per scopi applicativi di diversa natura.
Nel campo delle glicosidasi dagli studi storici risultava in special modo soddisfatto l'interesse per biocatalizzatori marini la cui specificità e selettività di idrolisi dei legami glicosidici fosse tale da permettere di utilizzare questi enzimi come utile tool analitico per ottenere conferme strutturali su macromolecole biologiche. Le fonti enzimatiche più soddisfacenti per la ricchezza di varie tipologie di glicosidasi presenti risultarono Charonia lampas e Turbo cornutus. L'interesse per tali enzimi sorgeva anche in campo tassonomico per lo studio delle abitudini alimentari degli organismi marini.

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Aplysia fasciata Poiret 1789

 

Lo sviluppo della glicobiologia con l’aumento dell’interesse per i carboidrati negli ultimi anni ha rifocalizzato lo studio su tali attività glicosidasiche; oggi tale interesse è imperniato su tre filoni principali:

 

(i) reperimento attività idrolitiche altamente selettive per l'idrolisi di specifici legami glicosidici nello studio di molecole oligosaccaridiche certamente coinvolte in meccanismi cellulari di estremo interesse alla base di patologie come il cancro, le comuni infezioni virali, etc.
(ii) trattamento di materiali di scarto vegetale per il recupero di piccole ma importanti molecole ad alto valore aggiunto
(iii) sintesi del legame glicosidico

 

I ricercatori dell'Istituto di Chimica Biomolecolare si sono interessati in questi ultimi anni di un organismo specifico diffuso nel Mediterraneo. Attività idrolitiche di varia natura come beta-galattosidasi, beta-mannosidasi e alfa-glucosidasi sono state ritrovate in un mollusco erbivoro appartenente all'ordine Anaspidea chiamato Aplysia fasciata.
Tali attività sono state isolate e purificate ed utilizzate nella sintesi dei rispettivi legami glicosidici ma possono essere di un certo interesse anche per i primi due punti applicativi sopra riportati. In special modo la beta-galattosidasi si è rivelata utile per la modifica strutturale di alcuni farmaci antivirali ma anche per l'idrolisi selettiva di alcuni legami beta-galattosidici (beta-1,3) in molecole naturali.
Allo stesso modo la beta-mannosidasi e l'alfa-glucosidasi sono capaci di formare e scindere i legami di questi zuccheri. La beta-mannosidasi potrebbe trovare applicazioni interessanti riferite al trattamento di scarti vegetali a base di mannani mentre l'alfa-glucosidasi ha caratteristiche di efficienza particolari per la sintesi del trisaccaride panosio (componente di probiotici) a partire dal disaccaride maltosio e per la modifica strutturale della vitamina B6 e di altri prodotti naturali come la naringina, responsabile del gusto amaro del succo di pompelmo.
Altri esempi di attività enzimatiche molto efficienti per la sintesi di derivati dello xilosio sono state ritrovate ed utilizzate in un microorganismo marino capace di produrre idrogeno isolato in passato dalle coste dei Campi Flegrei in zone vulcaniche sottomarine, il Thermotoga neapolitana. Tali attività xilanasiche sono operative ad alta temperatura e ciò può spesso favorire e migliorare l'utilizzo di particolari scarti vegetali (xilano) per la sintesi di prodotti ad alto valore aggiunto: xilosidi e polixilosidi (detergenti non ionici, aromi, prodotti ad attività biologica, prodotti per la chimica fine).
Una breve panoramica sull'utilizzo delle glicosidasi marine è reperibile online in free-access sulla rivista Chemistry Today, in un articolo review intitolato “Glycosidases from sea: factual account and biological prospecting” di G. Andreotti, A. Giordano, A. Tramice, A. Trincone, al seguente link diretto: http://www.teknoscienze.com/Articolo.asp?id_articolo=882

 

I recenti successi della biotecnologia del mare, in particolare per quel che riguarda lo sviluppo di nuovi metodi per l'acquacoltura di invertebrati marini, e gli avanzamenti nella ricerca sull'ingegneria genetica di questi stessi organismi hanno permesso e permetteranno ancora di più in futuro lo sviluppo di metodi alternativi alla collezione distruttiva in termini ambientali di esemplari direttamente dall'ambiente naturale.

 

1 Kobata, A. The history of glycobiology in Japan. Glycobiology 2001, 11, 8, 99R-105R

 

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