Una estrategia sinérgica que acopla la isomerización enzimática con la adsorción de afinidad por boronato para la...

Área de la Ciencia:

• Biotecnología
• Ingeniería de Enzimas
• Ciencia de la Separación

Sus antecedentes:

• La producción de tagatosa está limitada por el equilibrio de la reacción y las dificultades de purificación.
• La conversión enzimática de galactosa a tagatosa enfrenta desafíos con la separación de azúcares similares.
• La valorización de la lactosa para la producción de tagatosa requiere estrategias enzimáticas eficientes.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar una estrategia integrada para mejorar la producción de tagatosa.
• Ingenierizar y optimizar enzimas para la isomerización de galactosa a tagatosa.
• Mejorar el rendimiento y la pureza de la tagatosa utilizando adsorción selectiva.

Principales métodos:

• Ingeniería de L-arabinosa isomerasa (L-AI) mesófila y termófila para la isomerización de galactosa.
• Construcción de sistemas de cascada de doble enzima utilizando beta-galactosidasa (β-Gal) y L-AIs para la valorización de lactosa.
• Síntesis de un adsorbente de afinidad por boronato de bajo pKa (PBA@AR) para la adsorción selectiva de tagatosa.

Principales resultados:

• Los optimizados enzimas BtAI y LfAI lograron rendimientos de tagatosa del 47,68% y 53,05% respectivamente.
• Los sistemas de doble enzima produjeron tagatosa a partir de lactosa con rendimientos de hasta el 23,26%.
• La isomerización asistida por adsorción aumentó el rendimiento final de tagatosa al 67,07% con una pureza >95%.

Conclusiones:

• La catálisis enzimática integrada y la adsorción selectiva superan eficazmente las limitaciones de la producción de tagatosa.
• Las L-AIs modificadas y los nuevos adsorbentes ofrecen un enfoque eficiente para la producción de cetosas.
• Esta estrategia mejora significativamente tanto el rendimiento como la pureza en la síntesis enzimática de tagatosa.