Sandbox UNLPam 05

Las ciclodextrinas son una familia de compuestos formados por moléculas de azúcar unidas en forma de anillo (oligosacáridos cíclicos). Las ciclodextrinas se producen a partir de almidón por medio de conversion enzimática. A veces también son llamadas cicloamilosas. Se utilizan en alimentos, productos farmacéuticos, sistemas de administración de fármacos y las industrias químicas, así como la agricultura y la ingeniería ambiental.

Sintesis

Las ciclodextrinas se obtienen en la degradación enzimática del almidón. El almidón más utilizado como materia prima es el del maíz.

Las enzimas utilizadas se llaman ciclodextrin-glicosil-transferasas (CGT-asas). Están presentes en diversos microorganismos. El primero en ser explotado era el Bacillus macerans. Hoy en día las enzimas se obtienen con procesos de tecnología genética a partir de organismos genéticamente modificados.

El principal propósito en la síntesis de las ciclodextrinas es obtener un producto uniforme que contenga el máximo porcentaje del número de moléculas de glucosa por unidad deseado ya que las aplicaciones dependen mucho del tamaño de la cavidad.

Aplicaciones

Las ciclodextrinas se utilizan en la industria farmacéutica para aumentar la solubilidad de algunos fármacos en agua. Las moléculas del principio activo se incluyen en la cavidad y pueden ser transportadas por la ciclodextrina hasta el lugar de su actuación. Además las protegen del oxígeno y de la irradiación UV y las liberan uniformemente sobre un tiempo prolongado.

En los productos del uso diario las ciclodextrinas se encuentran en la formulación de algunos ambientadores donde atrapan supuestamente algunas de las moléculas que provocan los malos olores.

Obtención

Para incrementar la cantidad de ciclodextrinas, los hombres suelen emplear dos estrategias, una basada en procesos microbiológicos y bioquímicos y otra fundamentada en procesos biotecnológicos. La primera de ellas consiste en aislar aquellos microorganismos como Thermococcus que contengan la enzima responsable de formar la ciclodextrina (CGT-asa), purificar dicha enzima y finalmente emplearla para degradar almidón de forma que se sintetice la ciclodextrina. La segunda estrategia posible se basa en el diseño, mediante ingeniería genética, de la enzima CGT-asa sin necesidad de emplear los microorganismos como fuente de la enzima.

Propiedades

Las ciclodextrinas moléculas muy simples formadas por diferentes moléculas de glucosa unidas por enlaces α-1-4-glucosídicos. El número de unidades de glucosa determina el nombre de cada ciclodextrina, que es designada por una letra griega: α-CD (6 unidades de glucosa), β-CD (7 unidades de glucosa) γ-CD (8 unidades de glucosa), etc. Además, las ciclodextrinas están sujetas a posibles adiciones, sustituciones o eliminaciones que den lugar a modificaciones en su estructura. La peculiaridad de estas maravillosas moléculas es que, estructuralmente, las ciclodextrinas tienen forma de anillo tronco cónico con un interior altamente apolar y un exterior muy hidrofílico lo que les otorga una capacidad para encapsular una amplia variedad de moléculas orgánicas e inorgánicas, comúnmente denominadas moléculas huésped, dentro de su cavidad interna.

Pero las ciclodextrinas producidas por la arqueobacteria Thermococcus tienen otra particularidad. Al no ser cápsulas cerradas, sino que presentan forma de “donuts”, las moléculas que quedan atrapadas en su interior son liberadas poco a poco al medio externo. Pues bien, ese fenómeno de liberación controlada o “release” está siendo aprovechado por diferentes sectores industriales. Entre ellos destacan la alimentación donde las ciclodextrinas forman parte de alimentos funcionales, la medicina en las que se emplean en el tratamiento de determinadas enfermedades, la farmacología donde las ciclodextrinas se usan en el diseño de nuevos fármacos, la industria textil en las que se usan como blanqueadores de tejidos… y también la industria de la cosmética, uno de los sectores empresariales que más dinero factura anualmente.

Structural highlights

This is a sample scene created with SAT to by Group, and another to make of the protein. You can make your own scenes on SAT starting from scratch or loading and editing one of these sample scenes.