El isoliquenano , también conocido como isoliquenina , es un α-glucano soluble en agua fría que se encuentra en ciertas especies de líquenes . Este producto de líquenes se aisló por primera vez como componente de un extracto de musgo de Islandia en 1813, junto con la liquenina . Después de un análisis y caracterización más profundos de los componentes individuales del extracto, se nombró isoliquenano en 1881. Es el primer α-glucano que se describe a partir de líquenes. La presencia de isoliquenano en las paredes celulares es una característica definitoria en varios géneros de la familia de líquenes Parmeliaceae . Aunque es más frecuente en esa familia , también se ha aislado de miembros de las familias Ramalinaceae , Stereocaulaceae , Roccellaceae y Cladoniaceae . Los estudios experimentales han demostrado que el isoliquenano se produce solo cuando los dos componentes del liquen ( hongo y alga ) crecen juntos, no cuando crecen por separado. Se desconoce la función biológica del isoliquenano en el talo del liquen .
El isolichenano fue aislado por primera vez de Cetraria islandica en 1813 por el químico sueco Jöns Jacob Berzelius , [1] quien también aisló al mismo tiempo el liquen glucano soluble en agua caliente similar a la celulosa . Debido a que en estos experimentos el componente isolichenano del extracto de liquen tuvo una reacción positiva con la tinción de yodo (es decir, producción de un color azul), Berzelius pensó que era similar en naturaleza al almidón y lo llamó "almidón de liquen". [2] Se pensó que funcionaba como una fuente de alimento de reserva para el organismo. [3] Estudios posteriores demostraron que era una mezcla de polisacáridos . En 1838, [4] Gerardus Johannes Mulder aisló el componente de tinción azul del extracto de C. islandica , creyendo que era almidón. [2] Friedrich Konrad Beilstein dio el nombre de "isolichenano" a esta sustancia en 1881. [5] El isolichenano fue el primer α-glucano descrito a partir de líquenes. [6]
En 1947, Kurt Heinrich Meyer y P. Gürtler, al hablar sobre la preparación del liquen, informaron que las aguas madres contenían un glucano soluble en agua que podía purificarse mediante congelación y descongelación repetidas. En este proceso, que eliminó por completo el liquen, obtuvieron isoliquenano con un rendimiento del 0,55 % . [7]
El isolichenano es un polímero de unidades de glucosa unidas por una mezcla de enlaces α-(1→3) y α-(1→4) . Utilizando la técnica de hidrólisis ácida parcial, Stanley Peat y sus colegas determinaron que los enlaces son de configuración α. [5] La proporción de estos enlaces ha sido reportada de forma diferente por varios autores en la literatura científica: 11:9, [5] 3:2, [8] 2:1, [9] 3:1, [10] y 4:1. [11] Fleming y Manners encontraron que la proporción era 56,5:43,5 y 57:43 en dos experimentos separados utilizando el procedimiento de degradación de Smith. Esta técnica utiliza los pasos sucesivos de oxidación con peryodato , reducción con borohidruro e hidrólisis ácida suave; de esta manera, los enlaces acetal se hidrolizan, pero los enlaces glucosídicos no. [12] Se encontró que la distribución de enlaces en isolichenan era algo irregular, y que ambos tipos se presentaban en grupos de dos o más en al menos algunas áreas. [5] Otro estudio sugiere que el isolichenan tiene principalmente grupos de uno o dos enlaces α-(1→3) rodeados por enlaces α-(1→4). [13] En comparación con, por ejemplo, la amilosa (un glucano lineal con enlaces α-(1→4) y el componente principal del almidón), el isolichenan tiene una reacción de tinción con yodo relativamente débil . Se cree que esta débil intensidad de tinción es el resultado de su preponderancia de enlaces (1→3), una propiedad que reduce la formación del complejo de poliyoduro que le da a la reacción positiva su color azul. [14]
La longitud de la cadena de isolichenano se estimó en 42-44 unidades de glucosa. [8] El peso molecular informado de isolichenano también varía, de 26 kD [11] a 2000 kD. [9] La longitud de cadena relativamente corta de isolichenano puede explicar por qué es soluble en agua fría después de haber sido extraído del talo de liquen . [3] El isolichenano purificado tiene una alta rotación específica positiva en agua. Se ha informado que es tan alta como +272, [5] aunque diferentes fuentes dan diferentes valores. [6]
El término "tipo isolichenano" se ha utilizado como término general para los α-D-glucanos que tienen enlaces (1→3)-(1→4) en su cadena principal. [6] De manera similar al isolichenano, el α-D-glucano conocido como Ci-3 consta de residuos de α-D-glucosa enlazados entre sí en una proporción de 2:1, pero con un grado de polimerización mucho mayor y un peso molecular de aproximadamente 2000 kD. También se encuentra en Cetraria islandica . [9] Como demuestran las discrepancias en los valores informados, los líquenes producen polisacáridos de tipo isolichenano con una variación considerable en las proporciones de enlace, así como en el peso molecular, incluso dentro de la misma especie. [6]
El espectro de resonancia magnética nuclear de carbono-13 del isolichenano fue informado por Yokota y colegas en 1979 [15] y también por Gorin e Iacomini en 1984. [16]
Desde su descubrimiento en Cetraria islandica , el isoliquenano se ha aislado de muchas otras especies de líquenes. Es predominante en Parmeliaceae , una familia grande y diversa de la clase Lecanoromycetes . Los géneros y especies de Parmeliaceae que contienen isoliquenano incluyen: Alectoria ( A. sulcata , A. sarmentosa ); Cetraria ( Cetraria cucullata , C. islandica , C. nivaris , C. richardsonii ; Evernia ( E. prunastri ); Letharia ( L. vulpina ); Neuropogon ( N. aurantiaco-ater ); Parmelia ( P. caperata , P. cetrarioides , P. conspersa , P. hipotrypella , P. laevior , P. nikkoensis , P. tilis , P. tinctorum ); Parmotrema ( P. cetrarum , P. araucaria , P. sulcata ); y Usnea ( U. barbata , U. baylei , U. faciata , U. longissima , U. meridionalis , U. rubescens ). Se ha demostrado que algunos miembros de la familia Ramalinaceae contienen isolichenano, incluidos Ramalina celastri , R. ecklonii. , R. scopulorum y R. usnea . En la familia Stereocaulaceae , el isolichenano se ha aislado de S. excutum , S. japonicum y S. sorediiferum . También se sabe que se presenta en especies individuales en Roccellaceae ( Roccella montagnei ) y Cladoniaceae ( Pilophorus acicularis ). [6]
Aunque el isoliquenano no es tan constante a nivel de género como el liquen, [17] la presencia de isoliquenano en las paredes celulares es un carácter definitorio en varios géneros de la familia de líquenes Parmeliaceae , incluyendo Asahinea , [18] Cetrelia , [19] Flavoparmelia , [20] y Psiloparmelia . [21] Por el contrario, la ausencia de isoliquenano es un carácter del género Xanthoparmelia . [17]
El isolichenan se utiliza como ingrediente activo en pastillas para la tos como componente del extracto de Cetraria islandica . [22]
Se ha demostrado que el isolichenan mejora la plasticidad del hipocampo y el rendimiento conductual en ratas. [23] Cuando se administra por vía oral, también se ha demostrado que el isolichenan mejora la adquisición de la memoria en ratones afectados por el etanol , así como en ratas en las que se había inducido un deterioro de la memoria mediante el péptido beta-amiloide . [24] [23] En investigaciones más recientes, se ha demostrado que el isolichenan mejora la función cognitiva en adultos sanos. [25] [26]
El principal α-glucano sintetizado por los líquenes del género Ramalina en estado simbiótico es el isoliquenano. Sin embargo, una serie de experimentos han demostrado que no es producido por ninguno de los simbiontes individuales cuando se cultivan separados uno del otro . [27] [28] [29] Su ausencia en esta circunstancia sugiere que puede no tener importancia como parte estructural de la pared celular fúngica; esto contrasta con el liquen, donde se ha demostrado que el (1→3)(1→4)-β-glucano está involucrado en la estructura de la pared celular. [30] El isoliquenano es sintetizado por el micobionte solo en presencia de su socio simbiótico (el alga verde Trebouxia ) en un microambiente especial: el talo del liquen. El desencadenamiento de este fenómeno y la función biológica del isoliquenano en la relación simbiótica entre hongos y algas aún se desconoce. [31] En un estudio sobre los efectos inmunomoduladores de un extracto acuoso de Cetraria islandica , se demostró que el extracto era capaz de aumentar la secreción de la citocina interleucina 10. Sin embargo, cuando se probaron los componentes individuales de este extracto (incluidos los ácidos liquenano, isolichenano, protolichesterínico y fumarprotocetrárico) con el mismo ensayo, el isolichenano no tuvo efectos antiinflamatorios (solo el liquenano los tuvo). [32]
