El arabinogalactano es un biopolímero que consta de monosacáridos de arabinosa y galactosa . En la naturaleza se encuentran dos clases de arabinogalactanos: arabinogalactano vegetal y arabinogalactano microbiano. En las plantas, es un componente importante de muchas gomas, incluidas la goma arábiga y la goma ghatti . A menudo se encuentra unida a proteínas, y la proteína arabinogalactano resultante (AGP) funciona como una molécula de señalización intercelular y un pegamento para sellar las heridas de las plantas. [1]
El arabinogalactano microbiano es un componente estructural importante de la pared celular micobacteriana . [2] [3] Tanto la arabinosa como la galactosa existen únicamente en la configuración de furanosa . La porción de galactano del arabinogalactano microbiano es lineal y consta de aproximadamente 30 unidades con enlaces glucosídicos β- (1-5) y β- (1-6) alternados . La cadena de arabinan, que consta de aproximadamente 30 residuos, [4] está unida en tres puntos de ramificación dentro de la cadena de galactano, que se cree que está en los residuos 8, 10 y 12. [5] La porción de arabinan del polímero es una estructura ramificada compleja. , generalmente cubierto con ácidos micólicos; los enlaces glicosídicos de arabinan son α- (1-3), α- (1-5) y β- (1-2).
El arabinogalactano micobacteriano es reconocido por una intelectina de lectina inmunitaria putativa presente en cordados. [6]
Estructura del arabinogalactano microbiano
El extremo reductor del arabinogalactano microbiano consiste en la secuencia terminal → 5) - D -Gal f - (1 → 4) - L -Rha p - (1 → 3) - D -GlcNAc [ cita requerida ] . Un muramil-6-P también se encuentra dentro del grupo funcional peptidoglicano . El micolilarabinogalactano de las micobacterias se une al peptidoglicano mediante el puente diglicosilfosforilo específico de actinomicetos, L -Rha p - (1 → 3) - D -GlcNAc- (1 → P). [3]
El arabinogalactano contiene una cadena de galactano, con alterna 5 ligada β- D -galactofuranosyl (Gal f ) y 6-Linked β- D -Gal f residuos. Las cadenas de arabinan están unidas a C-5 de algunos de los residuos de Gal f con enlaces 6 . Hay tres dominios estructurales principales para arabinan. El primero es un dominio que consta de residuos α- D- Ara f lineales unidos a 5 . El segundo es un dominio con residuos α- D -Ara f ramificados enlazados en 3,5 sustituidos con unidades α- D -Ara f enlazadas en 5 en ambas posiciones ramificadas, y el tercero es un dominio no reductor terminal para arabinan final que consiste en un residuo α- D -Ara f enlazado en 3,5 sustituido en ambas posiciones ramificadas con el disacárido β- D Ara f - (1 → 2) - α- D -Ara f . Estas tres cadenas de arabinan están unidas al galactano en los residuos 8, 10 y 12. [3]
El extremo no reductor del arabinogalactano está unido covalentemente a los ácidos micólicos de la membrana externa. La hidrofobicidad de los ácidos micólicos es una barrera para la entrada de fármacos. Además, el peptidoglicano micolil arabinogalactano es responsable de aspectos de la patogénesis de la enfermedad y gran parte de la respuesta de anticuerpos en las infecciones. Los sustituyentes micolilo se distribuyen de forma selectiva e igual en las funciones 5-hidroxilo de los restos Ara f de enlace 2 terminal y penúltimo . Los residuos de micolilo se agrupan en grupos de cuatro en la unidad pentaarabinosilo terminal no reductora (β-Ara f - (1 → 2) -α-Araf) 2 -3,5-α-Ara f . Así, la mayoría (66%) de las unidades de pentaarabinosilo son sustituidas por ácidos micólicos, dejando la minoría (33%) disponible para la interacción con el sistema inmunológico. [3]
Aproximadamente una de las tres cadenas de arabinosilo unidas a la cadena de galactano contiene grupos succinilo . Aunque un grupo succinilo es el más común, se pueden encontrar hasta tres grupos succinilo por fragmento de arabinan liberado en los oligo-arabinos. Sin embargo, los fragmentos de arabinan sustituidos con GalNH 2 no están succinilados. Es importante destacar que en el caso de M. tuberculosis , y muy probablemente en todos los organismos de crecimiento lento, tanto la carga positiva (GalNH 2 protonada como GalNH 3 + ) como la carga negativa (succinilo) están presentes en las regiones medias del arabinán, específicamente en O -2 de las unidades interiores 3,5-α- D -Ara f . Los residuos de succinilo están en la cadena no micolilada. Recientemente, se ha propuesto un modelo primario completo de arabinogalactano. [3]
Aplicaciones comerciales
Actualmente, el arabinogalactano se usa de muchas formas. [7] Como aditivo en alimentos, piensos , cosméticos , farmacia , construcción, producción de pulpa, producción de aceite, cultivo de plantas, etc. El arabinogalactano se puede utilizar como aditivo tal como está o en combinación.
El uso principal del arabinogalactano es como reemplazo de la goma arábiga , la goma guar y el almidón en productos alimenticios, cosméticos y farmacéuticos. El uso de arabinogalactano conduce a una distribución de la tierra más eficiente, dejando más tierra para fines agrícolas. Desempeña un papel esencial en la preservación del medio ambiente, ya que los fabricantes utilizan procesos de biorrefinería no contaminantes. [ cita requerida ]
Ver también
Referencias
- ^ Nothnagel EA, Bacic A, Clarke AE (2000). Biología celular y del desarrollo de proteínas arabinogalactano . Kluwer Academic / Plenum Publishers. ISBN 978-0-306-46469-0.
- ^ Esko, Jeffrey D .; Tamara L. Doering; Christian RH Raetz (2008). en Essentials of Glycobiology . Prensa de Cold Spring Harbor. págs. Cap. 20.
- ^ a b c d e Bhamidi S (2009). "Arabinogalactano de pared celular micobacteriana". Polisacáridos bacterianos: innovaciones actuales y tendencias futuras . Prensa Académica Caister. ISBN 978-1-904455-45-5.
- ^ Bhamidi, S .; Scherman, MS; Rithner, CD; Prenni, JE; Chatterjee, D .; Khoo, K.-H .; McNeil, MR (2008). "La identificación y ubicación de residuos de succinilo y la caracterización de la región interior de Arabinan permiten un modelo de la estructura primaria completa de Mycobacterium tuberculosis Mycolyl Arabinogalactan" . Revista de Química Biológica . 283 (19): 12992-13000. doi : 10.1074 / jbc.M800222200 . ISSN 0021-9258 . PMC 2442352 . PMID 18303028 .
- ^ Alderwick, LJ; Radmacher, E .; Seidel, M .; Gande, R .; Hitchen, PG; Morris, HR; Dell, A .; Sahm, H .; Eggeling, L .; Besra, GS (2005). "La eliminación de Cg-emb en Corynebacterianeae conduce a un nuevo arabinogalactano de pared celular truncada, mientras que la inactivación de Cg-ubiA da como resultado un mutante deficiente en arabinano con un núcleo de galactano de pared celular" . Revista de Química Biológica . 280 (37): 32362–32371. doi : 10.1074 / jbc.M506339200 . ISSN 0021-9258 . PMID 16040600 .
- ^ Tsuji, S .; Uehori, J .; Matsumoto, M .; Suzuki, Y .; Matsuhisa, A .; Toyoshima, K .; Seya, T. (19 de abril de 2001). "La intelectina humana es una nueva lectina soluble que reconoce la galactofuranosa en las cadenas de carbohidratos de la pared celular bacteriana" . Revista de Química Biológica . 276 (26): 23456–23463. doi : 10.1074 / jbc.M103162200 . PMID 11313366 .
- ^ http://arabinogalactan.info/