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Identificación, clonación y análisis funcional de la fucosidasa GH95Fuc25 aislada del metagenoma de la microbiota intestinal de niños lactantes.

RiuNet: Repositorio Institucional de la Universidad Politécnica de Valencia

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Identificación, clonación y análisis funcional de la fucosidasa GH95Fuc25 aislada del metagenoma de la microbiota intestinal de niños lactantes.

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dc.contributor.advisor González Nebauer, Sergio es_ES
dc.contributor.author Aniento Marcote, Fernando es_ES
dc.date.accessioned 2023-07-25T09:11:18Z
dc.date.available 2023-07-25T09:11:18Z
dc.date.created 2023-06-29
dc.date.issued 2023-07-25 es_ES
dc.identifier.uri http://hdl.handle.net/10251/195438
dc.description.abstract [EN] Gut microbiota is a dynamic community that can be altered by the host diet as well as internal host factors. Breastfeeding modulates the composition of the gut microbiota. Human milk contains specific oligosaccharides (HMOs) that are not digested by infants and when they reach the intestine, they are metabolized by certain bacterial species, favoring their colonization and growth. HMOs consist of a combination of 5 monosaccharides: D-glucose, D-galactose, N-acetylglucosamine (GlcNAc), sialic acid and L-fucose. Residues of L-fucose are present at the non-reducing end of HMOs and other relevant glycans such as histo-blood group antigens (AGSs). Glycoconjugates of these AGSs present on the cell surfaces of the gut epithelium act as receptors for enteropathogens and as metabolic substrates for bacterias. The use of fucosylated oligosaccharides by these bacterias requires L-fucosidase enzymes. In this work sequence analysis of L-fucosidases from the GH95 family present in the metagenome of the infant gut microbiota, previously obtained in the laboratory, has been carried out. Based on sequence homology, a total of 27 L-fucosidases GH95 were identified and the gene that codes for the fucosidase named GH95Fuc25 has been cloned and expressed in Escherichia coli. The enzyme has been purified and its kinetic and biochemical properties have been evaluated using p-nitrophenyl L-fucopyranoside as substrate. Its specificity against natural fucosylated glycans has also been determined. GH95Fuc25 can efficiently hydrolyze blood group antigens type 1 and 2 and the HMOs 2'-fucosyllactose (2'FL) and 3-fucosyllactose (3FL). It also hydrolyzes fucose residues of human acid glycoprotein, bovine lactoferrin and porcine mucin. These results indicate that this enzyme shows substrate specificities towards HMOs, AGSs and natural glycoproteins, suggesting a great biotechnological potential. es_ES
dc.description.abstract [ES] La microbiota intestinal es una comunidad dinámica que puede ser alterada por la alimentación del hospedador así como por factores internos del mismo. La lactancia materna modula la composición de la microbiota intestinal. Así, la leche humana contiene oligosacáridos específicos (OLHs) que no son digeridos por los lactantes y llegan al intestino, donde son metabolizados por determinadas especies bacterianas, favoreciendo su colonización y crecimiento. Los OLHs consisten en una combinación de 5 monosacáridos: D-glucosa, D-galactosa, N-acetilglucosamina (GlcNAc), ácido siálico y L-fucosa. Los residuos de -L-fucosa están presentes en el extremo no reductor de los OLHs y de otros glicanos relevantes como los antígenos de los grupos histo-sanguíneos (AGSs). Glicoconjugados de estos AGSs presentes en las superficies celulares del epitelio intestinal actúan como receptores para enteropatógenos y también como sustratos metabólicos para las bacterias. La utilización de los oligosacáridos fucosilados por éstas requiere de enzimas L-fucosidasas. En el presente trabajo se ha realizado un análisis de las secuencias de las L-fucosidasas de la familia GH95 presentes en el metagenoma de la microbiota fecal de niños lactantes, obtenido anteriormente en el laboratorio. Basándose en homología de secuencia se identificaron un total de 27 L-fucosidasas GH95 y el gen que codifica para la L-fucosidasa denominada GH95Fuc25 se ha clonado y expresado en Escherichia coli. La enzima se ha purificado y se han evaluado sus propiedades cinéticas y bioquímicas utilizando como sustrato p-nitrofenil-L-fucopiranosido. También se ha determinado su especificidad frente a glicanos fucosilados naturales. GH95Fuc25 es capaz de hidrolizar de forma eficiente los antígenos del grupo sanguíneo H tipo 1 y tipo 2, y los OLHs 2'-fucosil-lactosa (2'FL) y 3-fucosil-lactosa (3FL). También hidroliza residuos de fucosa de las glicoproteínas ácida -1 humana, lactoferrina bovina y la mucina porcina. Los resultados obtenidos indican que esta enzima muestra especificidades de sustrato hacia OLHs, AGSs y glicoproteínas naturales, lo que sugiere un gran potencial biotecnológico. Este trabajo se relaciona con los siguientes ODS de la Agenda 2030: Salud y Bienestar (ODS 3); Producción y consumo responsables (ODS 12). es_ES
dc.description.abstract [EN] Gut microbiota is a dynamic community that can be altered by the host diet as well as internal host factors. Breastfeeding modulates the composition of the gut microbiota. Human milk contains specific oligosaccharides (HMOs) that are not digested by infants and when they reach the intestine, they are metabolized by certain bacterial species, favoring their colonization and growth. HMOs consist of a combination of 5 monosaccharides: D-glucose, D-galactose, N-acetylglucosamine (GlcNAc), sialic acid and L-fucose. Residues of ¿-L-fucose are present at the non-reducing end of HMOs and other relevant glycans such as histo-blood group antigens (AGSs). Glycoconjugates of these AGSs present on the cell surfaces of the gut epithelium act as receptors for enteropathogens and as metabolic substrates for bacterias. The use of fucosylated oligosaccharides by these bacterias requires ¿-L-fucosidase enzymes. In this work sequence analysis of ¿-L-fucosidases from the GH95 family present in the metagenome of the infant gut microbiota, previously obtained in the laboratory, has been carried out. Based on sequence homology, a total of 27 ¿-L-fucosidases GH95 were identified and the gene that codes for the fucosidase named GH95Fuc25 has been cloned and expressed in Escherichia coli. The enzyme has been purified and its kinetic and biochemical properties have been evaluated using p-nitrophenyl-¿-L-fucopyranoside as substrate. Its specificity against natural fucosylated glycans has also been determined. GH95Fuc25 can efficiently hydrolyze blood group antigens type 1 and 2 and the HMOs 2'-fucosyllactose (2'FL) and 3-fucosyllactose (3FL). It also hydrolyzes fucose residues of human ¿-acid glycoprotein, bovine lactoferrin and porcine mucin. These results indicate that this enzyme shows substrate specificities towards HMOs, AGSs and natural glycoproteins, suggesting a great biotechnological potential. es_ES
dc.format.extent 30 es_ES
dc.language Español es_ES
dc.publisher Universitat Politècnica de València es_ES
dc.rights Reconocimiento - No comercial - Compartir igual (by-nc-sa) es_ES
dc.subject L-fucosidase es_ES
dc.subject L-fucosidasa es_ES
dc.subject Microbiota es_ES
dc.subject Metagenoma es_ES
dc.subject Oligosacáridos de la leche humana es_ES
dc.subject Antígenos de los grupos histo-sanguíneos es_ES
dc.subject Glicoproteínas. es_ES
dc.subject Metagenome es_ES
dc.subject Human milk oligosaccharides es_ES
dc.subject Histo-blood group antigens es_ES
dc.subject Glycoproteins. es_ES
dc.subject.classification FISIOLOGIA VEGETAL es_ES
dc.subject.other Grado en Biotecnología-Grau en Biotecnologia es_ES
dc.title Identificación, clonación y análisis funcional de la fucosidasa GH95Fuc25 aislada del metagenoma de la microbiota intestinal de niños lactantes. es_ES
dc.title.alternative Identification, cloning and functional analysis of GH95Fuc25 fucosidase isolated from infant gut metagenome. es_ES
dc.title.alternative Identificació, clonació i anàlisi funcional de la fucosidasa GH95Fuc25 aïllada del metagenoma de la microbiota intestinal de xiquets lactants. es_ES
dc.type Proyecto/Trabajo fin de carrera/grado es_ES
dc.rights.accessRights Abierto es_ES
dc.contributor.affiliation Universitat Politècnica de València. Departamento de Producción Vegetal - Departament de Producció Vegetal es_ES
dc.contributor.affiliation Universitat Politècnica de València. Escuela Técnica Superior de Ingeniería Agronómica y del Medio Natural - Escola Tècnica Superior d'Enginyeria Agronòmica i del Medi Natural es_ES
dc.description.bibliographicCitation Aniento Marcote, F. (2023). Identificación, clonación y análisis funcional de la fucosidasa GH95Fuc25 aislada del metagenoma de la microbiota intestinal de niños lactantes. Universitat Politècnica de València. http://hdl.handle.net/10251/195438 es_ES
dc.description.accrualMethod TFGM es_ES
dc.relation.pasarela TFGM\156468 es_ES


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