El ácido poliglutámico ( PGA ) es un polímero del aminoácido ácido glutámico (GA). Dependiendo de dónde se conecten los monómeros individuales, el PGA puede ser gamma PGA (ácido poli-γ-glutámico, γ-PGA), la forma en la que los enlaces peptídicos se encuentran entre el grupo amino del GA y el grupo carboxilo al final de la cadena lateral del GA , o alfa PGA, la forma en la que se utiliza el alfa-carboxilo para formar el enlace peptídico.
El gamma PGA se forma por fermentación bacteriana . Es un componente principal del nattō , un alimento japonés , y tiene una amplia gama de usos.
Se ha investigado el Alpha PGA como sistema de administración de fármacos .
Ambas formas de PGA están unidas entre sí por enlaces peptídicos . Debido a que el ácido glutámico tiene un centro quiral , ambas formas de PGA pueden estar formadas por ácido L-glutámico, ácido D-glutámico o una mezcla de ambos. En la práctica, el PGA alfa casi siempre contiene únicamente la forma L, [1] mientras que el PGA gamma tiende a tener una mezcla de ambos. [2]
El PGA gamma no es inmunogénico y es biodegradable. [2] Se hidroliza en agua caliente. [3]
Ambas formas son anfifílicas, solubles en agua y tienen carga negativa. [1] [2]
La gamma PGA se produce industrialmente mediante fermentación. El proceso biosintético comienza con la racemerización por RacE , que convierte el L-glutamato en D-glutamato. A continuación, un conjunto de genes en un operón procede a ensamblar la molécula y a sacarla de la célula bacteriana. [2]
El alfa PGA se fabrica industrialmente mediante síntesis química, utilizando una reacción de polimerización por apertura de anillo . [1]
La gamma PGA es producida por varias especies de Bacillus . La fuente más conocida es el natto, donde es producida por Bacillus subtilis . [4] También es un componente importante de la cápsula de Bacillus anthracis , que oculta la bacteria al sistema inmunológico y le permite crecer sin control. [5]
El PGA gamma se ha utilizado en alimentos (espesante potencial), medicamentos (preclínicos), [6] [7] cosmecéuticos [8] y tratamiento de agua . [9]
El alfa PGA se utiliza como agente de administración para el paclitaxel , un fármaco contra el cáncer, [10] con el nombre genérico de paclitaxel poliglumex. [11] Se están realizando investigaciones para su aplicación en el tratamiento de la diabetes tipo I y su posible uso en la producción de una vacuna contra el SIDA. [ cita requerida ]
El floculante de agua "PolyGlu PGα21Ca" , basado en una mezcla de gamma PGA, sulfato de calcio y carbonato de calcio, [12] es utilizado por la Organización Internacional para las Migraciones para tratar el agua para refugiados. [13]
El G-PGA incorporado covalentemente a las membranas de microfiltración mediante la unión a las superficies de los poros de sus membranas exhibió una capacidad de sorción de metales pesados muy alta. [14] Se descubrió que el G-PGA se une y elimina eficientemente el 99,8 % de los iones de plomo del agua mediante una técnica de ultrafiltración de baja presión adecuada. [15] [ cita completa requerida ]
Se utilizó como floculante un polímero basado en aminoácidos derivados de alimentos, concretamente el PGAF (PGα21Ca, Japan Poly-Glu Co., Ltd., Osaka, Japón). La figura 3 muestra la apariencia de PGα21Ca. PGα21Ca es un polímero natural que consiste en γ-PGA, que es un aminoácido obtenido de Bacillus subtilis [7]. PGα21Ca está compuesto de γ-PGA reticulado con un peso molecular promedio de 107
y
minerales naturales como sulfato de calcio e hidrato de carbonato de calcio.