Análisis del pretratamiento de residuos lignocelulósicos para la producción de biocombustibles y bioproductos de alto valor agregado.

Perla Araceli Meléndez Hernández JAVIER ULISES HERNANDEZ BELTRAN HECTOR HERNANDEZ ESCOTO RICARDO MORALES RODRIGUEZ (2015, [Artículo])

La búsqueda de nuevas formas de energía renovables ha impulsado el estudio de los biocombustibles a partir de la biomasa lignocelulósica como lo son la paja de trigo, de sorgo o bagazo de caña de azúcar, de la cual se obtienen los azúcares reductores fermentables mediante una hidrólisis enzimática. Para poder utilizar los azúcares reductores que posee esta biomasa, es necesario dar un pretratamiento previo. Por tanto, en este trabajo se hace un análisis de dos tipos de pretratamiento para dos tipos de bagazo de caña (bagazo natural y bagazo hidrolizado): el primer pretratamiento consiste en una autohidrólisis a 121ºC y el segundo en un pretratamiento alcalino-oxidativo. Los productos de los dos tipos de pretratamiento se utilizaron para realizar una hidrólisis enzimática utilizando el complejo comercial Accellerase 1500, donde se encontró que el mejor pretratamiento fue el alcalino-oxidativo donde se obtuvieron hasta 12 g/L de glucosa para el bagazo hidrolizado (78.68% g/g) y 9.9 g/L para el bagazo natural (60.20% g/g), mientras que en la hidrólisis enzimática del bagazo pretratado mediante la autohidrólisis se obtuvieron concentraciones de 0.704 g/L para el bagazo natural (6.67% g/g) y de 1.899g/L para el bagazo hidrolizado (19.65% g/g).

The search for new forms of renewable energy has promoted the study of biofuels from lignocellulosic biomass such as wheat straw, sorghum straw and sugarcane bagasse, which are the source to obtain reducing fermentable sugar through an enzymatic hydrolysis. To make use of these reducing sugars is necessary to perform a pretreatment. This research analyses two kinds of pretreatment for two types of bagasse (natural bagasse and hydrolysed bagasse): the first pretreatment consists of an autohydrolysis at 121ºC and the second pretreatment is an alkaline-oxidative pretreatment. The products of these two types of pretreatments were used for enzymatic hydrolysis using the commercial complex Accellerase 1500, where it was found that the best pretreatment was the alkaline-oxidative which was obtained 12g/L of glucose to the hydrolyzed bagasse (78.68% g/g) and 9.9 g/L for natural bagasse (60.20% g/g) while in the enzymatic autohydrolysis concentration of 0.704 g/L for natural bagasse (6.67% g/g) were obtained and 1,899 g/L for the hydrolyzed bagasse (19.65% g/g).

CIENCIAS AGROPECUARIAS Y BIOTECNOLOGÍA Bagazo de caña de azúcar Autohidrólisis Hidrolisis enzimática Pretratamiento alcalino

Evaluación de indicadores de calidad y funcionalidad en islas de recursos, de mezquite (Prosopis articulata) y cardón (Pachycereus pringlei) en una zona restaurada de Baja California Sur

Geovanna Zárate Camargo (2024, [Tesis de maestría])

"Las temperaturas extremas, radiación solar intensa, vientos fuertes, humedad limitada y la baja fertilidad de los suelos desérticos dificultan la recuperación de zonas degradadas en zonas áridas. Uno de los fenómenos naturales más importantes de revegetación en zonas áridas son las islas de recursos, conformadas por algunos tipos de plantas que actúan como nodrizas, las cuales, bajo su dosel, desarrollan un microhábitat favorable para el establecimiento de otras especies que trabajan en conjunto con una larga comunidad de microorganismos que se encuentran en el suelo. Entre las plantas nodriza que se observan con más frecuencia en el Desierto de Sonora, se encuentran las especies del género Prosopis. Las islas de recursos conformadas por mezquites han demostrado tener un efecto positivo como planta nodriza en zonas áridas. Las contribuciones del mezquite son el aumento del contenido de N en el suelo, temperaturas moderadas en el suelo y la superficie, altos niveles de humedad, mayor actividad microbiana, entre otros aspectos que hacen posible los efectos de las islas de recursos. En este estudio se evaluaron diferentes indicadores de calidad de suelo en islas de recursos establecidas hace 19 años, como parte de un proyecto de revegetación de suelos degradados, distintivo del Desierto Sonorense. El objetivo de este estudio fue determinar si existe un gradiente con respecto a la distancia y profundidad, en la actividad microbiana y enzimática presente en suelos de islas de recursos, resultado de la interacción de mezquite amargo (Prosopis articulata), como planta nodriza y cardón (Pachycereus pringlei), como planta objetivo. Los resultados demostraron que existe un aumento la actividad enzimática y carbono asociado a biomasa microbiana del suelo perteneciente a estas islas, con mayores resultados en zonas próximas a la planta nodriza que en zonas sin su influencia, también se encontró un aumento en la capa superficial del suelo mostrando mayores valores en los indicadores de calidad y funcionalidad bajo el dosel de las islas de recursos. Lo anterior sugiere que el uso de estas islas de recursos es una potencial alternativa en la restauración de suelos degradados, favoreciendo el ciclaje de nutrientes en suelos degradados."

"At desert, the high temperatures, intense solar radiation, strong winds, limited water, and low fertility, determine how challenging will be the recovery of degraded soils in arid lands. One of the most important natural phenomena of revegetation in arid lands are the “resource islands”, that consist of some trees or bushes acting as nurse plants, which under their canopy, develop a beneficial microhabitat for the establishment of other plant species the work with an extensive community of microorganisms found in the soil. Among the most common nurse plants observed in the Sonoran Desert, is the genus Prosopis. The resource islands formed with mesquite have shown positive effects as nurse plant in arid lands. The principal contributions of mesquite are the increase of N in the soil, moderate temperatures on soil and topsoil, high moisture levels, increased microbial activity, among other aspects that make possible the effect of resource islands. In this study, different quality indicators were evaluated in resource islands established 19 years ago, as part of a project for revegetation in degraded soils, distinctive from the Sonoran Desert. The aim of this research was to explore whether there is a correlation between distance, depth, microbial activity, and enzymatic activity in the soil surrounding resource islands formed by the interaction between mesquite amargo (Prosopis articulata) as the nurse plant and cardon (Pachycereus pringlei) as the objective plant. The results demonstrated that there is an increase in the enzymatic activity and microbial biomass carbon from the soil under the canopy of the resource islands, with higher results in zones near the nurse plant than zones without its influence, furthermore, there was found an increase in the topsoil showing higher values in the soil quality and functionality indicators under the canopy of the resource islands. The above indicates that the use of these resource islands is a potential alternative in the degraded soil restoration, supporting the nutrient cycling in degraded soils."

suelo, ecología, revegetación, actividad enzimática, ciclaje de nutrientes soil, ecology, revegetation, enzymatic activity, nutrient cycling CIENCIAS AGROPECUARIAS Y BIOTECNOLOGÍA CIENCIAS AGRARIAS AGRONOMÍA FERTILIDAD DEL SUELO FERTILIDAD DEL SUELO

Desarrollo de nanocompositos de cápside viral P22 para la terapia con profármacos enzimáticos en cáncer de mama

Development of P22 viral capsid nanocomposites for enzymatic prodrug therapy in breast cancer

Astrid Rebeca Luna Rios (2024, [Tesis de maestría])

Las estrategias actuales contra el cáncer de mama presentan limitaciones debido a la falta de selectividad, disminuyendo su efectividad. La mayoría de los fármacos, como el tamoxifeno, requieren la activación metabólica por parte de las enzimas de la familia citocromo P450 (CYP) para ejercer mayores efectos anticancerígenos. Sin embargo, la concentración del CYP es variable y baja en las células tumorales, especialmente en el cáncer de mama, lo que provoca efectos secundarios. En la terapia de activación enzimática de profármacos (EPT), las enzimas se dirigen al tumor para transformar el profármaco, lo que normalmente implica la administración de la enzima seguida del profármaco. Sin embargo, las diferencias entre la farmacocinética y farmacodinamia son un obstáculo para mejorar el tratamiento. Por lo tanto, la administración conjunta de profármaco y enzima es esencial para garantizar su interacción favorable en el tumor. Este trabajo reporta una nueva clase de nanocompositos terapéuticos basados en partículas tipo virus P22 confinando CYP, funcionalizadas superficialmente con glucosa oxidasa (GOx) que transforma la glucosa en D-glucono-δ-lactona produciendo H2O2, el aceptor final de electrones en la transformación de tamoxifeno mediado por CYP, y conjugadas con un derivado de tamoxifeno como profármaco y ligando dirigido utilizando polietilenglicol como conector. En un microambiente tumoral rico en glucosa, estos nanocompuestos pueden producir fármaco activo in situ. Se caracterizaron las propiedades fisicoquímicas y la catálisis secuencial mediada por glucosa de los nanocompositos. Los estudios in vitro demostraron una disminución en la viabilidad celular en líneas celulares de cáncer de mama ER+ y ER-. Sin embargo, la internalización celular en ausencia de glucosa mostró ser preferencial con las VLPs dirigidas en ambas líneas celulares. La administración conjunta de enzimas y profármacos con una localización mejorada de las VLPs desarrolladas después de la funcionalización del tamoxifeno, lo que sugiere el potencial de los nanocompositos desarrollados para superar los desafíos existentes de la EPT y mejorar los resultados terapéuticos con efectos secundarios reducidos.

Current treatment strategies against breast cancer have limitations due to lack in selectivity. Most drugs, such as tamoxifen, require metabolic activation by cytochrome P450 (CYP) enzymes to perform greater anticancer effects. However, the concentration of CYP varies and is low in tumor cells, especially in breast cancer, resulting in side-effects. In enzyme prodrug therapy (EPT), enzymes are targeted to the tumor cells for prodrug transformation, typically involving the sequential delivery of the enzyme followed by the prodrug. However, differences in pharmacokinetics and pharmacodynamics are a major hindrance for improving treatment. Therefore, co-delivery of prodrug and enzyme is essential to ensure their favorable interaction in tumor. This work reports a new class of therapeutic nanocomposites based on P22 virus like particles (VLPs) confining the CYP activity, surface functionalized with glucose oxidase (GOx) that transforms glucose into D-glucono-δ-lactone producing hydrogen peroxide, the final electron acceptor in the CYP-mediated transformation of tamoxifen, and together conjugated with a tamoxifen derivative as prodrug and targeting ligand using polyethylene glycol as a linker. In glucose-rich tumor microenvironment, these nanocomposites can produce active drug in situ. The physicochemical properties and sequential glucose-mediated catalysis of the nanocomposites were characterized. In vitro studies demonstrated a decrease in cell viability in both ER+ and ER- breast cancer cell lines. However, cellular internalization in the absence of glucose showed improved uptake of targeted VLPs in both cell lines. The co-delivery of enzymes and prodrug with improved localization of developed VLPs after tamoxifen functionalization, suggests the potential of developed nanocomposites to overcome the existing challenges of EPT and improve the therapeutic outcomes with reduced side effects.

VLP-P22, Citocromo P45O, Glucosa oxidasa, Tamoxifeno, Terapia de activación enzimática de profármacos VLP-P22, Cytochrome P45O, Glucose oxidase, Tamoxifen, Enzyme prodrug therapy BIOLOGÍA Y QUÍMICA QUÍMICA QUÍMICA FARMACÉUTICA DISEÑO.SÍNTESIS Y ESTUDIO NUEVOS FÁRMACOS DISEÑO.SÍNTESIS Y ESTUDIO NUEVOS FÁRMACOS