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dc.contributor.author
Minoia, Juan Mauricio
dc.contributor.author
Villanueva, María Emilia
dc.contributor.author
Copello, Guillermo Javier
dc.contributor.author
Rodriguez Talou, Julian
dc.contributor.author
Cardillo, Alejandra Beatriz
dc.date.available
2024-02-23T14:49:24Z
dc.date.issued
2023-04
dc.identifier.citation
Minoia, Juan Mauricio; Villanueva, María Emilia; Copello, Guillermo Javier; Rodriguez Talou, Julian; Cardillo, Alejandra Beatriz; Recycling of hyoscyamine 6β-hydroxylase for the in vitro production of anisodamine and scopolamine; Springer; Applied Microbiology and Biotechnology; 107; 11; 4-2023; 3459-3478
dc.identifier.issn
0175-7598
dc.identifier.uri
http://hdl.handle.net/11336/228182
dc.description.abstract
Abstract: The tropane alkaloids hyoscyamine, anisodamine, and scopolamine are extensively used medicines. In particular, scopolamine has the greatest value in the market. Hence, strategies to enhance its production have been explored as an alternative to traditional field-plant cultivation. In this work, we developed biocatalytic strategies for the transformation of hyoscyamine into its products utilizing a recombinant Hyoscyamine 6β-hydroxylase (H6H) fusion protein to the chitin-binding domain of the chitinase A1 from Bacillus subtilis (ChBD-H6H). Catalysis was carried out in batch, and recycling of H6H constructions was performed via affinity-immobilization, glutaraldehyde crosslinking, and adsorption–desorption of the enzyme to different chitin matrices. ChBD-H6H utilized as free enzyme achieved complete conversion of hyoscyamine in 3- and 22-h bioprocesses. Chitin particles demonstrated to be the most convenient support for ChBD-H6H immobilization and recycling. Affinity-immobilized ChBD-H6H operated in a three-cycle bioprocess (3 h/cycle, 30 °C) yielded in the first and third reaction cycle 49.8% and 22.2% of anisodamine and 0.7% and 0.3% of scopolamine, respectively. However, glutaraldehyde crosslinking decreased enzymatic activity in a broad range of concentrations. Instead, the adsorption–desorption approach equaled the maximal conversion of the free enzyme in the first cycle and retained higher enzymatic activity than the carrier-bound strategy along the consecutive cycles. The adsorption–desorption strategy permitted the reutilization of the enzyme in a simple and economical manner while exploiting the maximal conversion activity displayed by the free enzyme. This approach is valid since other enzymes present in the E. coli lysate do not interfere with the reaction. Key points: • A biocatalytic system for anisodamine and scopolamine production was developed. • Affinity-immobilized ChBD-H6H in ChP retained catalytic activity. • Enzyme-recycling by adsorption–desorption strategies improves product yields.
dc.format
application/pdf
dc.language.iso
eng
dc.publisher
Springer
dc.rights
info:eu-repo/semantics/restrictedAccess
dc.rights.uri
https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/ar/
dc.subject
BIOCATALYSIS
dc.subject
CHITIN SUPPORTS
dc.subject
HYOSCYAMINE 6Β-HYDROXYLASE
dc.subject
IMMOBILIZATION
dc.subject
SCOPOLAMINE
dc.subject
TROPANE ALKALOIDS
dc.subject.classification
Bioprocesamiento Tecnológico, Biocatálisis, Fermentación
dc.subject.classification
Biotecnología Industrial
dc.subject.classification
INGENIERÍAS Y TECNOLOGÍAS
dc.title
Recycling of hyoscyamine 6β-hydroxylase for the in vitro production of anisodamine and scopolamine
dc.type
info:eu-repo/semantics/article
dc.type
info:ar-repo/semantics/artículo
dc.type
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.date.updated
2024-02-20T13:03:15Z
dc.journal.volume
107
dc.journal.number
11
dc.journal.pagination
3459-3478
dc.journal.pais
Alemania
dc.journal.ciudad
Berlín
dc.description.fil
Fil: Minoia, Juan Mauricio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Nanobiotecnología. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Nanobiotecnología; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Departamento de Microbiología, Inmunología y Biotecnología. Cátedra de Microbiología Industrial y Biotecnología; Argentina
dc.description.fil
Fil: Villanueva, María Emilia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Metabolismo del Fármaco. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Metabolismo del Fármaco; Argentina. Universidad Nacional de Luján. Departamento de Ciencias Básicas; Argentina
dc.description.fil
Fil: Copello, Guillermo Javier. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Metabolismo del Fármaco. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Metabolismo del Fármaco; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Departamento de Química Analítica y Fisicoquímica. Cátedra de Química Analítica Instrumental; Argentina
dc.description.fil
Fil: Rodriguez Talou, Julian. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Metabolismo del Fármaco. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Metabolismo del Fármaco; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Departamento de Microbiología, Inmunología y Biotecnología. Cátedra de Microbiología Industrial y Biotecnología; Argentina
dc.description.fil
Fil: Cardillo, Alejandra Beatriz. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Metabolismo del Fármaco. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Metabolismo del Fármaco; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Departamento de Microbiología, Inmunología y Biotecnología. Cátedra de Microbiología Industrial y Biotecnología; Argentina
dc.journal.title
Applied Microbiology and Biotechnology
dc.relation.alternativeid
info:eu-repo/semantics/altIdentifier/url/https://link.springer.com/article/10.1007/s00253-023-12537-w
dc.relation.alternativeid
info:eu-repo/semantics/altIdentifier/doi/http://dx.doi.org/10.1007/s00253-023-12537-w
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