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Xilanasa

La endo-1,4-β-xilanasa ( EC 3.2.1.8, nombre sistemático 4-β- D -xilan xilanohidrolasa ) es una clase de enzimas que degradan el polisacárido lineal xilano en xilosa , [1] descomponiendo así la hemicelulosa , uno de los principales componentes de las paredes celulares de las plantas :

Endohidrólisis de enlaces (1→4)-β- D -xilosídicos en xilanos

La xilanasa desempeña un papel importante en los microorganismos que se alimentan de fuentes vegetales para degradar la materia vegetal en nutrientes utilizables. Las xilanasas son producidas por hongos, bacterias, levaduras, algas marinas, protozoos, caracoles, crustáceos, insectos, semillas, etc. [2] Los mamíferos no producen xilanasas. Sin embargo, la principal fuente comercial de xilanasas son los hongos filamentosos. [2]

Las aplicaciones comerciales de la xilanasa incluyen el blanqueo sin cloro de pulpa de madera antes del proceso de fabricación de papel y el aumento de la digestibilidad del ensilaje (en este aspecto, también se utiliza para el compostaje fermentativo ). [3]

Además de su uso en la industria de pulpa y papel , las xilanasas también se utilizan como aditivos alimentarios para aves de corral; [4] en harina de trigo para mejorar el manejo de la masa y la calidad de los productos horneados [1]; para la extracción de café, aceites vegetales y almidón; en la mejora de las propiedades nutricionales del ensilado agrícola y los piensos a base de granos; y en combinación con pectinasas y celulasas para la clarificación de jugos de frutas y el desgomado de fuentes de fibra vegetal como el lino, el cáñamo, el yute y el ramio. Existe una buena cantidad de literatura científica disponible sobre las características clave de las enzimas xilanasas en biotecnología, que van desde su detección en fuentes microbianas hasta métodos de producción, caracterización, purificación y aplicaciones en el sector comercial. [1] [2] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] Se requiere una alta resiliencia al calentamiento para algunas aplicaciones de la xilanasa, lo que se puede lograr mediante la selección de enzimas microbianas adecuadas [4] o mediante la ciclización de los extremos mediante la reacción SpyTag/SpyCatcher . [14]

Además, la xilanasa es el ingrediente clave en los acondicionadores de masa s500 y us500 fabricados por Puratos  [nl] . [15] Estas enzimas se utilizan para mejorar la trabajabilidad de la masa y la absorción de agua. [15]

En el futuro, la xilanasa podría utilizarse para la producción de biocombustible a partir de material vegetal inutilizable. [16]

Sinónimos

Endo-(1→4)-β-xilano 4-xilanohidrolasa, endo-1,4-xilanasa, endo-1,4-β-xilanasa, β-1,4-xilanasa, endo-1,4-β- D -xilanasa, 1,4-β-xilano xilanohidrolasa, β-xilanasa, β-1,4-xilano xilanohidrolasa, β- D -xilanasa

Referencias

  1. ^ ab Beg QK, Kapoor M, Mahajan L, Hoondal GS (agosto de 2001). "Xilanasas microbianas y sus aplicaciones industriales: una revisión". Applied Microbiology and Biotechnology . 56 (3–4): 326–338. doi :10.1007/s002530100704. PMID  11548999. S2CID  21581967.
  2. ^ abc Polizeli ML, Rizzatti AC, Monti R, Terenzi HF, Jorge JA, Amorim DS (junio de 2005). "Xilanasas de hongos: propiedades y aplicaciones industriales". Applied Microbiology and Biotechnology . 67 (5): 577–591. doi :10.1007/s00253-005-1904-7. PMID  15944805. S2CID  22956.
  3. ^ Gulzar, Producción y purificación parcial de xilanasa de Trichoderma longibrachiatum . Publicado en la conferencia internacional sobre biotecnología y neurociencias. CUSAT, 2004.P33 [ se requiere verificación ]
  4. ^ ab Baker JT, Duarte ME, Holanda DM, Kim SW (febrero de 2021). "¿Amigo o enemigo? Impactos de los xilanos, xilooligosacáridos y xilanasas en la dieta sobre la salud intestinal y el rendimiento del crecimiento de animales monogástricos". Animales . 11 (3): 609. doi : 10.3390/ani11030609 . PMC 7996850 . PMID  33652614. 
  5. ^ Subramaniyan S, Prema P (2002). "Biotecnología de xilanasas microbianas: enzimología, biología molecular y aplicación". Critical Reviews in Biotechnology . 22 (1): 33–64. doi :10.1080/07388550290789450. PMID  11958335. S2CID  13386317.
  6. ^ Kulkarni N, Shendye A, Rao M (julio de 1999). "Aspectos moleculares y biotecnológicos de las xilanasas". FEMS Microbiology Reviews . 23 (4): 411–456. doi : 10.1111/j.1574-6976.1999.tb00407.x . PMID  10422261.
  7. ^ Ahmed S, Riaz S, Jamil A (agosto de 2009). "Clonación molecular de xilanasas fúngicas: una descripción general". Applied Microbiology and Biotechnology . 84 (1): 19–35. doi :10.1007/s00253-009-2079-4. PMID  19568746. S2CID  8548871.
  8. ^ Sá-Pereira P, Paveia H, Costa-Ferreira M, Aires-Barros M (julio de 2003). "Una nueva mirada a las xilanasas: una visión general de las estrategias de purificación". Molecular Biotechnology . 24 (3): 257–281. doi :10.1385/MB:24:3:257. PMID  12777693. S2CID  34083448.
  9. ^ Alves-Prado HF, Pavezzi FC, Leite RS, de Oliveira VM, Sette LD, Dasilva R (mayo de 2010). "Estudio de detección y producción de productores de xilanasa microbiana del Cerrado brasileño". Applied Biochemistry and Biotechnology . 161 (1–8): 333–346. doi :10.1007/s12010-009-8823-5. PMID  19898784. S2CID  8378197.
  10. ^ Prade RA (1996). "Xilanasas: de la biología a la biotecnología". Biotechnology & Genetic Engineering Reviews . 13 : 101–131. doi :10.1016/S0140-6701(97)80292-5. PMID  8948110.
  11. ^ Sunna A, Antranikian G (1997). "Enzimas xilanolíticas de hongos y bacterias". Critical Reviews in Biotechnology . 17 (1): 39–67. doi :10.3109/07388559709146606. PMID  9118232.
  12. ^ Chávez R, Bull P, Eyzaguirre J (junio de 2006). "El sistema enzimático xilanolítico del género Penicillium". Revista de Biotecnología . 123 (4): 413–433. doi :10.1016/j.jbiotec.2005.12.036. hdl : 10533/177866 . PMID  16569456.
  13. ^ Geiser E, Wierckx N, Zimmermann M, Blank LM (julio de 2013). "Identificación de una endo-1,4-beta-xilanasa de Ustilago maydis". BMC Biotechnology . 13 : 59. doi : 10.1186/1472-6750-13-59 . PMC 3737115 . PMID  23889751. 
  14. ^ Gilbert C, Howarth M, Harwood CR, Ellis T (junio de 2017). "Autoensamblaje extracelular de conjugados proteicos funcionales y ajustables de Bacillus subtilis". ACS Synthetic Biology . 6 (6): 957–967. doi : 10.1021/acssynbio.6b00292 . hdl : 10044/1/45032 . PMID  28230977.
  15. ^ ab "- Enzimas". Archivado desde el original el 19 de julio de 2006 . Consultado el 29 de marzo de 2006 .[ Se necesita cita completa ]
  16. ^ Lee CC, Wong DW, Robertson GH (enero de 2005). "Clonación y caracterización del gen xyn11A de Lentinula edodes". The Protein Journal . 24 (1): 21–26. doi :10.1007/s10930-004-0602-0. PMID  15756814. S2CID  5823517.

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