Peculiarities and systematics of microbial diglycosidases, and their applications in food technology

Diglycosidases are endo-β-glucosidases that hydrolyze the heterosidic linkage of diglycoconjugates, thereby releasing in a single reaction the disaccharide and the aglycone. Plant diglycosidases belong to the glycoside hydrolase family 1 and are associated with defense mechanisms. Microbial diglycosidases exhibit higher diversity—they belong to the families 3, 5, and 55—and play a catabolic role. As diglycoconjugates are widespread in the environments, so are the microbial diglycosidases, which allow their utilization as nutritional source and carbon recycling. In the last 10 years, six microbial diglycosidases have been sequenced, and for two of them, the three-dimensional structure has been elucidated. This knowledge allowed the identification of their diverse phylogenetic origin, and gave insights into the understanding of the substrate specificity. Here, the last advances and the applications of microbial diglycosidases are reviewed. Key points: • Substrate specificity and phylogenetic relationships of diglycosidases are reviewed. • On-going and potential applications of diglycosidases are discussed.Fil: Baglioni, Micaela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Ciencias de la Tierra y Ambientales de La Pampa. Universidad Nacional de La Pampa. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Ciencias de la Tierra y Ambientales de La Pampa; ArgentinaFil: Breccia, Javier Dario. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Ciencias de la Tierra y Ambientales de La Pampa. Universidad Nacional de La Pampa. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Ciencias de la Tierra y Ambientales de La Pampa; ArgentinaFil: Mazzaferro, Laura. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Ciencias de la Tierra y Ambientales de La Pampa. Universidad Nacional de La Pampa. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Ciencias de la Tierra y Ambientales de La Pampa; Argentin

Operational stabilization of fungal α-rhamnosyl-β-glucosidase by immobilization on chitosan composites

The diglycosidase α-rhamnosyl-β-glucosidase from Acremonium sp. DSM24697 was immobilized by adsorption and cross-linking. The supports screened included beads of chitosan composites (gelatin, arabic gum, silica gel), epoxy-activated agarose and chitosan, and macroporous polyvinyl-alcohol cryogel. The chitosan-silica gel beads were selected because of the highest immobilization efficiency obtained and their morphological properties (diameter 1.67 ± 0.99 mm, circularity 0.81 ± 0.05). The optimization of the immobilization - coating with polyethyleneimine, changes in the enzyme load - improved the immobilization efficiency up to 18%. The practical use of the enzyme deals with low water solubility substrates. The higher KM for the immobilized enzyme - 8 mM vs. 1.8 mM hesperidin for the free enzyme - indicated that substrate diffusion limits the enzymatic reaction. The solvent dimethylsulfoxide (50%, v/v) was added in order to increase the substrate solubility, and 80% activity was retained (1 h, 60 °C) in contrast with the complete inactivation of the free form. The stability of the immobilized catalyst was extended to metal catalyzed oxidation where the enzyme was fully preserved in harsh conditions such as 1 mM CuSO4 at 60 °C during 1 h.Fil: Piñuel, Maria Lucrecia. Universidad Nacional de La Pampa; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Ciencias de la Tierra y Ambientales de La Pampa. Universidad Nacional de La Pampa. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Ciencias de la Tierra y Ambientales de La Pampa; ArgentinaFil: Mazzaferro, Laura. Universidad Nacional de La Pampa; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Ciencias de la Tierra y Ambientales de La Pampa. Universidad Nacional de La Pampa. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Ciencias de la Tierra y Ambientales de La Pampa; ArgentinaFil: Breccia, Javier Dario. Universidad Nacional de La Pampa; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Ciencias de la Tierra y Ambientales de La Pampa. Universidad Nacional de La Pampa. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Ciencias de la Tierra y Ambientales de La Pampa; Argentin

Ensilado de desechos de pescado, una actividad sustentable para bajos volúmenes de procesamiento

Las actividades pesqueras generan un volumen de desechos relacionados con el procesamiento de especies (vísceras, cabezas y espinas), los descartes de la fauna acompañante, especies de bajo valor comercial y pérdidas relacionadas con problemas de manejo. La producción de harina de pescado es el proceso más común para recuperar los nutrientes de los subproductos del procesamiento del pescado. Sin embargo, aquellos lugares con infraestructura reducida o donde el volumen de residuos producidos no justifique la ecuación económica para la conversión en harina o aceite de pescado, el ensilaje biológico podría ser la tecnología de elección para promover una gestión sostenible de los residuos. Objetivo. Recopilar, organizar y resumir la literatura relacionada con la fermentación biológica de residuos de pescado y sus aplicaciones. Desarrollo. Se realizó una revisión bibliográfica (enero 1994 – diciembre 2020) referida al aprovechamiento integral de los residuos de la pesca, principalmente focalizada a la utilización de las bacterias ácidos lácticas en la biofermentación de los mismos. La información se organizó en diferentes secciones: ensilado de pescado, bacterias acido lácticas, fuentes de hidratos de carbono referidas a la elaboración de ensilados biológicos de pescado. Conclusiones. Los estudios analizados destacan la posibilidad de utilizar una amplia variedad de fuentes de hidratos de carbono, iniciadores biológicos y condiciones de fermentación de desechos de pescado. Los resultados satisfactorios muestran el potencial uso de los desechos de pescado en diferentes aplicaciones. Este trabajo podría aportar a las pesquerías que quieran adoptar esta tecnología para el tratamiento adecuado de los residuos con la finalidad de contribuir a la bioeconomía de reciclaje.Different fishing activities generate a waste volume related to the processing species (viscera, heads and bones), the discards of the companion fauna, species of low commercial value and the losses related to handling problems. Fish meal production is the most common process for recovery nutrients from these fish processing byproducts. However, those places with reduced infrastructure or where the volume of wastes produced do not justified the economic equation for conversion into fish meal or oil, the biological silage could be the technology of choice to promote a sustainable waste management. Objective. The aim of this review was to compilate, organize and summarize literature related to biological fermentation of fish waste and its applications. Development. A bibliographic review was carried out (January 1994 - December 2020) referring to the comprehensive use of fishing residues mainly focused on the use of lactic acid bacteria in fish waste fermentation. The information was organized in different sections: fish silage, lactic acid bacteria and carbohydrate sources for biological silage. Conclusions. The studies analyzed in this review highlight the possibility of using a wide variety of carbohydrate sources, biological starters and fish waste fermentation conditions. This work could contribute to the fisheries that decide to adopt this kind technology in order to contribute to an innovative and viable recycling bioeconomy.Fil: Libonatti, Claudia Carina. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Veterinarias; ArgentinaFil: Agüeria, Daniela Alejandra. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Veterinarias; ArgentinaFil: Breccia, Javier Dario. Universidad Nacional de La Pampa; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Confluencia; Argentin

Glycoconjugation: An approach to cancer therapeutics

Cancer constitutes the second leading cause of death globally and is consideredto have been responsible for an estimated 9.6 million fatalities in 2018. Although treatments against gastrointestinal tumors have recently advanced, those interventions can only be applied to a minority of patients at the time ofdiagnosis. Therefore, new therapeutic options are necessary for advanced stagesof the disease. Glycosylation of antitumor agents, has been found to improvepharmacokinetic parameters, reduce side effects, and expand drug half-life incomparison with the parent compounds. In addition, glycosylation of therapeuticagents has been proven to be an effective strategy for their targeting tumor tissue, thereby reducing the doses of the glycodrugs administered to patients. This review focusses on the effect of the targeting properties of glycosylated antitumor agents on gastrointestinal tumors.Fil: Molejon, Maria Ines. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Ciencias de la Tierra y Ambientales de La Pampa. Universidad Nacional de La Pampa. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Ciencias de la Tierra y Ambientales de La Pampa; ArgentinaFil: Weiz, Gisela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Ciencias de la Tierra y Ambientales de La Pampa. Universidad Nacional de La Pampa. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Ciencias de la Tierra y Ambientales de La Pampa; ArgentinaFil: Breccia, Javier Dario. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Ciencias de la Tierra y Ambientales de La Pampa. Universidad Nacional de La Pampa. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Ciencias de la Tierra y Ambientales de La Pampa; ArgentinaFil: Vaccaro, Maria Ines. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular. Universidad de Buenos Aires. Facultad Medicina. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular; Argentin

Efecto antitumoral de compuestos glicoconjugados sobre cultivos primarios de células de cáncer de páncreas obtenidas por ecoendoscopía

El adenocarcinoma pancreático (PDAC), que constituye el 90% de los cánceres de páncreas, es la cuarta causa mundial de muertes relacionadas al cáncer. Debido a sus características moleculares y genéticas, PDAC pertenece al grupo de tumores con más resistencia al tratamiento quimioterápico. En la actualidad, las opciones terapéuticas disponibles incluyen la cirugía, la radiación, la quimioterapia, la inmunoterapia y drogas dirigidas. Sin embargo, la mayoría de los tratamientos son paliativos, con el objeto de disminuir los síntomas relacionados con la enfermedad. Por lo tanto, nuestro objetivo es evaluar el efecto de un compuesto glicosilado, la hidroquinona-rutinósido, sobre células tumorales pancreáticas primarias con el fin de buscar mayor efectividad de los tratamientos quimioterápicos actuales. Encontramos que la utilización de glicocompuestos como segunda línea de terapia mejora significativamente el efecto antitumoral de la gemcitabina. Estos resultados sugieren un potencial interés en la utilización de compuestos glicoconjugados como terapias complementarias a los tratamientos estándares contra el cáncer.Pancreatic ductal adenocarcinoma (PDAC), which constitutes 90% of pancreatic cancers, is the fourth leading cause of cancer-related deaths in the world. PDAC belongs to one of the most chemo resistant cancers, in part due to its molecularand genetics features. Currently, available therapeutic options are surgery, radiation, chemotherapy, and immunotherapy. Most of the available treatments are palliative, with the objective of relieving disease-related symptoms. Our aim was to evaluate the antitumoral effect as a second line therapy, of enzymatically glycosylated compounds, hydroquinone-rutinoside, on primary pancreatic tumoral cells. We found that glycoconjugates combined with antitumor agents, such as gemcitabine, improved single-treatment effects. These findings suggest that emerging trends towards glycoconjugates could be a promising approach for cancer therapies.Fil: Molejon, Maria Ines. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Ciencias de la Tierra y Ambientales de La Pampa. Universidad Nacional de La Pampa. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Ciencias de la Tierra y Ambientales de La Pampa; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular. Universidad de Buenos Aires. Facultad Medicina. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular; ArgentinaFil: Weiz, Gisela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Ciencias de la Tierra y Ambientales de La Pampa. Universidad Nacional de La Pampa. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Ciencias de la Tierra y Ambientales de La Pampa; ArgentinaFil: Tellechea, Juan Ignacio. Institución Médica Profensa; ArgentinaFil: Breccia, Javier Dario. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Ciencias de la Tierra y Ambientales de La Pampa. Universidad Nacional de La Pampa. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Ciencias de la Tierra y Ambientales de La Pampa; ArgentinaFil: Vaccaro, Maria Ines. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular. Universidad de Buenos Aires. Facultad Medicina. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular; Argentin

Evidence for repeated gene duplications in Tritrichomonas foetus supported by EST analysis and comparison with the Trichomonas vaginalis genome

Tritrichomonas foetus causes a venereal infection in cattle; the disease has mild or no clinical manifestation in bulls, while cows may present vaginitis, placentitis, pyometra and abortion in the more severe cases. T. foetus has one of the largest known genomes among trichomonads. However molecular data are fragmentary and have minimally contributed to the understanding of the biology and pathogenesis of this protozoan. In a search of new T. foetus genes, a detailed exploration was performed using recently available expressed sequences. Genes involved in the central carbon metabolism (phosphoenol pyruvate carboxykinase, glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase, fructose-1,6-bisphosphate aldolase, thioredoxin peroxidase, alpha and beta chains of succinyl CoA synthetase, malate dehydrogenase, malate oxidoreductase and enolase) as well as in cell structure and motility (actin, α-tubulin and β-tubulin) were found duplicated and, in many cases, repeatedly duplicated. Homology analysis suggested that massive expansions might have occurred in the T. foetus genome in a similar way it was also predicted for Trichomonas vaginalis, while conservation assessment showed that duplications have been acquired after differentiation of the two species. Therefore, gene duplications might be common among these parasitic protozoans.Fil: Oyhenart, Jorge. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Ciencias de la Tierra y Ambientales de La Pampa. Universidad Nacional de La Pampa. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Ciencias de la Tierra y Ambientales de La Pampa; ArgentinaFil: Breccia, Javier Dario. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Ciencias de la Tierra y Ambientales de La Pampa. Universidad Nacional de La Pampa. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Ciencias de la Tierra y Ambientales de La Pampa; Argentin

Quantification of hesperidin in citrus-based foods using a fungal diglycosidase

A simple enzymatic-spectrophotometric method for hesperidin quantification was developed by means of a specific fungal enzyme. The method utilises the diglycosidase α-rhamnosyl-β-glucosidase (EC 3.2.1.168) to quantitatively hydrolyse hesperidin to hesperetin, and the last is measured by its intrinsic absorbance in the UV range at 323 nm. The application of this method to quantify hesperidin in orange (Citrus sinensis) juices was shown to be reliable in comparison with the standard method for flavonoid quantification (high performance liquid chromatography, HPLC). The enzymatic method was found to have a limit of quantification of 1.8 μM (1.1 mg/L) hesperidin, similar to the limit usually achieved by HPLC. Moreover, it was feasible to be applied to raw juice, without sample extraction. This feature eliminated the sample pre-treatment, which is mandatory for HPLC, with the consequent reduction of the time required for the quantification.Fil: Mazzaferro, Laura. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Ciencias de la Tierra y Ambientales de La Pampa. Universidad Nacional de La Pampa. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Ciencias de la Tierra y Ambientales de La Pampa; ArgentinaFil: Breccia, Javier Dario. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Ciencias de la Tierra y Ambientales de La Pampa. Universidad Nacional de La Pampa. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Ciencias de la Tierra y Ambientales de La Pampa; Argentin

Functional and biotechnological insights into diglycosidases

β-Glucosidases are reported to act in an exo manner and so are unable to hydrolyze the bond if another sugar is attached to a non-reducing terminus of glucose. However, endo-β-glucosidases recognizing the heterosidic linkage have been known to plant physiologists for eight decades, although they have been described in detail only recently. Because of the ability of these enzymes to split off a disaccharide they were named disaccharide-specific glycosidases or 'diglycosidases'. In contrast to the sequential mechanism of two monoglycosidases, the transformation of some secondary metabolites in one step was reported as responsible for the production of toxic compounds involved in plant defense mechanisms against herbivores, such as hydrogen cyanide. The current focus of interest is on the application of their unique substrate specificity for biotransformation of plant-based foods. Four activities have been described and characterized so far, recognizing the following disaccharidic sugar moieties: primeverose, acuminose, rutinose and vicianose. Moreover, three of these proteins have been fully sequenced and mutants of one of them constructed by site-directed mutagenesis, in order to elaborate the molecular basis of substrate recognition. The present paper reviews the role of these enzymes in plant and filamentous fungi, as well as their prospects for technological applications.Fil: Mazzaferro, Laura. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Ciencias de la Tierra y Ambientales de La Pampa. Universidad Nacional de La Pampa. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Ciencias de la Tierra y Ambientales de La Pampa; ArgentinaFil: Breccia, Javier Dario. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Ciencias de la Tierra y Ambientales de La Pampa. Universidad Nacional de La Pampa. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Ciencias de la Tierra y Ambientales de La Pampa; Argentin

Screening and quantification of the enzymatic deglycosylation of the plant flavonoid rutin by UV-visible spectrometry

Rutin is a plant flavonoid constituted by the flavonol quercetin 3-O-linked to the disaccharide rutinose (quercetin 3-O-(6-O-α-L-rhamnopyranosyl-β-D-glucopyranoside)). The enzymatic deglycosylation of rutin is usually assessed by means of the standard method for flavonoid quantification (high performance liquid chromatography, HPLC). In this work, we have developed a spectrophotometric method for the quantification of the released quercetin. After the enzymatic reaction, quercetin is extracted with ethyl acetate, and subsequently oxidized under basic conditions. The absorbance of quercetin autooxidation products at 320 nm was correlated with the quercetin concentration by linear regression (molar extinction coefficient 26.5 (± 0.3) × 103 M-1 cm-1). The convenience of this method relies on the enzymatic activity quantification using the natural substrate by UV-visible spectrometry. Moreover, the simplicity and speed of analysis allows its application for the assay of a large number of samples.Fil: Weiz, Gisela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Ciencias de la Tierra y Ambientales de La Pampa. Universidad Nacional de La Pampa. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Ciencias de la Tierra y Ambientales de La Pampa; ArgentinaFil: Breccia, Javier Dario. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Ciencias de la Tierra y Ambientales de La Pampa. Universidad Nacional de La Pampa. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Ciencias de la Tierra y Ambientales de La Pampa; ArgentinaFil: Mazzaferro, Laura. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Ciencias de la Tierra y Ambientales de La Pampa. Universidad Nacional de La Pampa. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Ciencias de la Tierra y Ambientales de La Pampa; Argentin

Production of xylo-oligosaccharides by chemo-enzymatic treatment of agricultural by products

Several timbers and crop by-products were subjected to an enzymatic treatment to obtain a xylo-oligosaccharides-enriched preparation. The process was performed by means of the commercial endo-␣-1,4- xylanase Buzyme 2511®. The enzymatic cocktail was applied onto the raw ground materials with yield up to 5.3 ± 1.0 g/L xylo-oligosaccharides for apple pomace. In order to make the materials more accessible to enzymatic hydrolysis, they were subjected to thermal-alkaline treatment. The biocatalysis process over the thermo-alkaline treated materials yielded xylo-oligosaccharide solutions with the following concentrations (g/l): 1.3 white poplar (Populus alba), 2.9 giant cane (Arundo donax), 3.7 apple pomace (Malus domestica), and 6.5 stalk of grapes (Vitis vinifera). The preparation resulting from biotransformation of grape stalk contained mostly xylo-oligosaccharides (96% w/v) with a small amount of xylose (3% w/v). The same ratio was obtained when pure xylan from birchwood was used as feedstock.Fil: Mazzaferro, Laura. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Ciencias de la Tierra y Ambientales de La Pampa. Universidad Nacional de La Pampa. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Ciencias de la Tierra y Ambientales de La Pampa; Argentina. Universidad Nacional de La Pampa. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química; ArgentinaFil: Monteiro Cuña, Mario. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Ciencias de la Tierra y Ambientales de La Pampa. Universidad Nacional de La Pampa. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Ciencias de la Tierra y Ambientales de La Pampa; Argentina. Universidad Nacional de La Pampa. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química; ArgentinaFil: Breccia, Javier Dario. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Ciencias de la Tierra y Ambientales de La Pampa. Universidad Nacional de La Pampa. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Ciencias de la Tierra y Ambientales de La Pampa; Argentina. Universidad Nacional de La Pampa. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química; Argentin