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Ver el documento (formato PDF)   Ciancia, Marina.  "Estudio de los carragenanos de plantas cistocárpicas del alga roja Gigartina skottsbergii"  (1994)
Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires
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Resumen:
En este trabajo de Tesis se realizó el estudio estructural de los carragenanos de gametofitos femeninos del alga roja Gigartina skottsbergii y se profundizaron los conocimientos de la estructura fina de este tipo de polisacáridos relacionándola con sus propiedades físicas. En este mismo sentido, se estudió la reaccción de ciclación de las unidades de α-galactosa 6-sulfato y 2,6-disulfato en medio alcalino que mejora el poder gelificante de dichos productos. En la Primera Parte se trataron los siguientes temas: 1.- Se cubrieron ciertos aspectos generales que incluyen: a) Presentación de los tipos de estructuras caracteristicas de los galactanos sulfatados de algas rojas; b) descripción del ciclo de vida de estas algas; c) historia reciente del estudio estructural de los carragenanos a partir del descubrimiento que los polisacáridos producidos por gametofitos y tetraesporofitos de las algas pertenecientes a la familia Gigartinaceae son diferentes; d) teorias acerca de la biosíntesis de los carragenanos; e) estudios previos realizados sobre los carragenanos de Gigartina skottsbergii y f) teorias sobre el modo en que actúan los polisacáridos polianiónicos como agentes antivirales. 2.- Una reseña de los estudios realizados sobre el comportamiento de estos polisacáridos en solución, en particular, sobre el proceso de gelificación. 3.- La espectroscopia de resonancia magnética nuclear es una herramienta fundamental en el estudio estructural de los polisacáridos de algas rojas. La resonancia magnética nuclear de ¹³C se utiliza desde hace muchos años, sin embargo, en los últimos tiempos se han aislado nuevas estructuras cuyos espectros han sido asignados. Sólo recientemente se comenzó a usar la espectroscopia de resonancia magnética nuclear protónica en el estudio estructural de galactanos sulfatados de algas rojas y todavia sus aplicaciones son limitadas; se describieron los avances logrados hasta el momento. 4.- Una de las formas de realizar el estudio de la estructura fina de los polisacáridos de algas rojas es degradarlos parcialmente y luego analizar los fragmentos obtenidos. Se realizó una revisión de las aplicaciones de la reacción de autohidrólisis al estudio estructural de polisacáridos, asi como de los conocimientos con que se contaba acerca de la selectividad de la misma, comparándola con las reacciones de hidrólisis ácida producida por un ácido externo. 5.- La reacción de ciclación de las unidades de α-galactosa 6-sulfato y 2,6-disulfato de los carragenanos para dar 3,6-anhidrogalactosa y 3,6-anhidrogalactosa 2-sulfato es de fundamental importancia para aumentar el poder gelificante de estos polisacáridos. Sin embargo, esta reacción no habia sido estudiada hasta el momento. Se describieron los conocimientos existentes acerca de este tipo de reacciones, fundamentalmentesobre derivados de glicósidos tosilados en distintas posiciones. En la Segunda Parte se realizó la descripción y discusión de los resultados que comprende los siguientes puntos: 1.- Aislamiento, purificación de los carragenanos y fraccionamiento con cloruro de potasio del producto obtenido en la primera extracción (rend. 49,1% del peso seco del alga). Se obtuvieron tres fracciones que se analizaron (1c1, rend. 42,6%, rango de precipitación 0,30-0,31 M KC1; 1C2, 3,5% 0,40-0,42 M KCl y 1C3 53,9%, soluble en KCl 2,00 M). El estudio estructural por metilación y espectroscopia de r.m.n.-¹³C y -¹H mostró que 1C1 y 1C2 son carragenanos kappa/iota, aunque ambos presentan pequeños porcentajes de unidades de α-galactosa 6-sulfato y 2,6-disulfato y cierto número de unidades inusuales; 1C3 es un carragenano mu/nu parcialmente ciclado. Los resultados obtenidos evidencian la relación biosintética entre los carragenanos gelificantes y solubles: Las unidades de 3,6-anhidrogalactosa 2-sulfato presentes en 1C1 y 1C2 se forman a partir de los residuos de α-galactosa 2,6-disulfato de 1c3. Por otra parte, las unidades de 3,6-anhidrogalactosa que se encuentran en 1C3 se formarían selectivamente a partir de un hipotético precusor común mu/nu. Además, la secuencia biosintética 1C3-->1C1 involucraría un paso de despolimerización. 2.- La reacción de ciclación de las unidades de α-D-galactosa 6-sulfato y 2,6-disulfato para dar 3,6-anhidro-α-D-galactosa y 3,6-anhidro-α-D-galactosa 2-sulfato, respectivamente es muy importante tanto desde el punto de vista académico como industrial. Se trata de una reacción de pseudo primer orden que depende de la concentración de álcali, la temperatura y la fuerza iónica del medio. A partir de la variación de esta constante de velocidad en función de la concentración de hidróxido de sodio a 60°C fue posible calcular la verdadera constante de segundo orden para la reacción (k2 = 5,2 x 10ˉ4 1 molˉ¹ sˉ¹). Por otra parte, la reacción es mucho más rápida para los carragenanos mu/nu que para los lambda. Este hecho tiene significado desde el punto de vista industrial, ya que son los primeros los que dan lugar a productos gelificantes por medio del tratamiento alcalino. Luego, en mezclas naturales obtenidas de arribazones bastaría con continuar la reacción sólo hasta obtener ciclación de las unidades de α-galactosa 6-sulfato y 2,6-disulfato de los carragenanos de la familia kappa, aún cuando estas unidades en los carragenanos de la familia lambda no se hayan ciclado. Mayor tiempo de reacción no mejora las propiedades de los carragenanos, sino que puede llevar a degradación del producto con la concomitante disminución del poder de gelificación. Algunos autores llevan a cabo la extracción de los carragenanos en medio alcalino; hay que tener en cuenta que los productos aislados en estas condiciones pueden ser diferentes de los que se encuentran originariamente en la planta, principalmente, si se busca extraer conclusiones acerca de la biosintesis de estos productos. Se realizó el tratamiento alcalino preparativo de los carragenanos 1C1, 1C2 y 1C3 y posterior subfraccionamiento con cloruro de potasio de los derivados mayoritarios (1C1T y 1C3T). Tanto los productos modificados como las fracciones obtenidas se analizaron. Un nuevo fraccionamiento de 1C3T mostró que este método no era tan reproducible como se pensaba anteriormente, a pesar de haber cuidado las condiciones en que se llevó a cabo. Sin embargo, el patrón general de precipitación se mantuvo: además de las fracciones que precipitaban a bajas concentraciones de cloruro de potasio, se obtuvieron pequeñas cantidades de polisacáridos que gelificaban a concentraciones intermedias, asi como una fracción que permanecía soluble. El estudio estructural de las fracciones insolubles indicó una estructura kappa/iota; el caracter iota aumentaba con el incremento de la solubilidad. Para las fracciones intermedias se encontró una estructura kappa/iota (1C3T5 0,80-0,90 M KCl) y iota "pura" (IF4, 1,10-1,20 M KCl) a pesar de su alta solubilidad en soluciones de cloruro de potasio. Se descartó que este comportamiento se deba a un peso molecular bajo, ya que por r.m.n.-¹³C no se detectaron las señales correspondientes a los extremos reductores. La fracción soluble en cloruro de potasio 2,00 M presenta una estructura diferente a la de las otras fracciones. Se trata de un galactano sulfatado que contiene D- y L-galactosa e importantes cantidades de cadenas laterales de unidades de galactosa y xilosa. 3.- Se realizó la autohidrólisis de 1C1. El estudio de la selectividad de dicha reacción indicó que, ademásde la ruptura de las uniones 3,6-anhidrogalactosidicas (que habia sido determinada anteriormente), también se producía la hidrólisis de las uniones α-galactosidicas cuando las mismas llevaban sulfato en las posiciones 2 y 6; en cambio ésto no sucedía cuando dicha unidad se hallaba sulfatada sólo en la posición 6. Por otra parte, el grupo sulfato en C-2 no era completamente estable en las condiciones en que se realizaba la reacción. Se efectuaron ensayos preliminares de separación de los oligosacáridos obtenidos. La degradación parcial por autohidrólisis resultó una herramienta alternativa para el estudio estructural de carragenanos, ya que los productos obtenidos dan soluciones acuosas concentradas de baja viscosidad, adecuadas para realizar espectros de r.m.n.-¹³C con equipos de baja resolución y a temperatura ambiente. Asi, a partir del conocimiento de la selectividad de la reacción, se puede deducir la estructura del polisacárido de partida. 4.- Se determinó la actividad antiviral de los carragenanos 1C1, 1C2 y 1C3, así como de sus derivados tratados con álcali. Todos resultaron activos hacia el virus Herpes simplex tipo 1. Sin embargo, los productos de menor peso molecular no fueron activos en las mismas condiciones. En la Tercera Parte se describieron los materiales y métodos utilizados.

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Registro:
Título : Estudio de los carragenanos de plantas cistocárpicas del alga roja Gigartina skottsbergii    
Autor : Ciancia, Marina
Director : Matulewicz, María Cristina
Año : 1994
Editor : Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires
Filiación : Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales
Departamento de Química Orgánica
Grado obtenido : Doctor en Ciencias Químicas
Ubicación : Preservación - http://digital.bl.fcen.uba.ar/gsdl-282/cgi-bin/library.cgi?a=d&c=tesis&d=Tesis_2694_Ciancia
Idioma : Español
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