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Resumen:
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Según diversos estudios epidemiológicos, la alimentación juega un papel determinante en la salud humana. Se ha demostrado que la dieta tiene un efecto directo sobre la composición y el equilibrio de la microbiota intestinal y, ésta, sobre la salud del individuo. Por ello, se buscan nuevos alimentos “funcionales”, como los oligosacáridos prebióticos, que son capaces de estimular el crecimiento de bacterias beneficiosas. Por otra parte, la glicosilación de distintos compuestos químicos mejora sus propiedades y su biodisponibilidad. Estos nuevos compuestos bioactivos aún no están tan desarrollados como los prebióticos, pero tienen una gran proyección de futuro en la industria farmacéutica. La investigación sobre la biosíntesis de estos productos conlleva tanto el estudio de nuevos compuestos con mejores propiedades funcionales como la búsqueda de formas más eficaces de producirlos. En este aspecto, la Biotecnología Enzimática se ha impuesto frente a otras metodologías de química tradicional gracias a su excelente regio-?, quimio-? y estéreo-?especificidad. Y para profundizar en esta metodología, la Cristalografía de rayos X genera la información estructural básica para el diseño racional en la ingeniería de proteínas. Por todo ello, esta tesis se ha centrado en el estudio cristalográfico de glicosil hidrolasas (GH) que son las enzimas capaces de metabolizar carbohidratos, los biocompuestos estructuralmente más diversos en la naturaleza. Estas enzimas, altamente específicas y eficientes, intervienen en multitud de procesos biológicos esenciales por lo que un conocimiento detallado de su función a nivel molecular es clave para entender dichos procesos y controlar numerosas enfermedades, además de permitir optimizar su aplicación biotecnológica. En este manuscrito, se presentan cuatro trabajos de investigación realizados con enzimas productoras de carbohidratos prebióticos del tipo FOS (fructooligosacáridos), IMOS (isomaltooligosacáridos) o ?-?glucanos, además de explorar su capacidad para sintetizar otros compuestos bioactivos. El objetivo general de la investigación es avanzar en el esclarecimiento de los mecanismos de reconocimiento proteína-?carbohidrato que modulan la especificidad de glicosidasas, mediante la Cristalografía de proteínas. Además de las implicaciones fundamentales para entender los procesos en los que estas enzimas intervienen, este conocimiento estructural es la base fundamental para realizar la ingeniería molecular de enzimas. El fin último es producir oligosacáridos con propiedades prebióticas, diseñados específicamente para manipular la microbiota intestinal del individuo, lo que abre la puerta a una futura medicina preventiva personalizada...
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