Estudios sobre el sistema de carragenanos del alga roja Iridaea undulosa Bory

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Este trabaio de Tesis tuvo por obíeto el estudio del sistema de carragenanos aislado del alga roja lridaea undulosa Bory. En él se presentan: 1 Una descripción de las algas rojas o Rhodophytas, la clasificación sistemática del alga lridaea undulosa Bory y su ubicación geográfica en la Argentina. 2-...

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Detalles Bibliográficos
Autor principal:	Matulewicz, María Cristina
Otros Autores:	Cerezo, Alberto Saúl
Formato:	Tesis doctoral publishedVersion
Lenguaje:	Español
Publicado:	Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales 1978
Acceso en línea:	https://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n1562_Matulewicz http://repositoriouba.sisbi.uba.ar/gsdl/cgi-bin/library.cgi?a=d&c=aextesis&d=tesis_n1562_Matulewicz_oai
Aporte de:	Repositorio Digital de la Universidad de Buenos Aires (UBA) de Universidad de Buenos Aires

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Se discuten, además, la formación de geles de carragenanos con galactomananos y de carragenanos con K-caseina. 4- Dado que los principales métodos empleados en la determinación de estructuras y el tipo de información que éstos proporcionan son ampliamente conocidos, sólo se discuten en detalle:a- La utilidad de la espectrometria de masas en la determinación de las estructuras de los monosacóridos parcialmente metilados. Como la identificación de los monosacórídos parcialmente metilados, obtenidos por hidrólisis del polisacórido metilado de lridaea undulosa Bory, se llevó a cabo por espectrometria de masas de los acetatos de alditoles correspondientes, se analizaron en particular los mecanismos de fragmentación de los mismos.b- El uso y las limitaciones de la espectroscopia infrarroja en la determinación de la posición de los grupos sulfato en las unidades del polisacárido. 5- Un resumen de las aplicaciones de los carragenanos que comprende también los aspectos farmacológicos. Se incluye, además, una breve descripción de las aplicaciones de las algas marinas. 6- La descripción y la discusión de los resultados obtenidos en el estudio del sistema de carragenanos del alga lridaea undulosa Bory. El carragenano se aisló de un extracto acuosa del alga par precipitación con isopropanol hasta una concentración del 75% (rendimiento de aproximadamente 45%). La composición y las propiedades del carragenano (ver Tabla 5, pág. 99) indicaron que éste podia estar constituido, en gran parte, por una “tracción intermedia" y/o "soluble". La curva de precipitación analítica (método turbidimétrico) asi como los fraccionamientospreparativos con soluciones de concentración creciente de cloruro de potasio, confirmaron la presencia mayoritaria de una "fracción intermedia". Por fraccionamiento con cloruro de potasio de una solución 0,24% de carragenano en agua se aislaron ocho fracciones (ver Tabla 7, pág. 109) que se ordenaron, de acuerdo a la escuela noruega, en tres grupos:l- Fracción insoluble a una concentración 0,10 M de cloruro de potasio (Fracción l, 0,7% del producto recuperado). Su composición y sus propiedades indicaron que no se trataba de un K-carragenano. Dada su pequeña contribución al sistema total esta fracción no fue estudiada posteriormente.ll- Fracciones que precipitaron a concentraciones de cloruro de potasio superiores a 0,10 M (seis fracciones en total, 80,4% del producto recuperado). Dichas "fracciones intermedias“ se subdividieron, en base a su composición y a sus propiedades, en dos subgrupos:a- Fracciones insolubles a concentraciones de cloruro de potasio menores de 1,05 M (fracciones 2, 3 y 4; 29,0% en total).b- Fracciones insolubles a concentraciones de cloruro de potasio mayores de 1,05 M (fracciones 5, 6 y 7; 51,4% en total). III- Fracción soluble a una concentración 2,00 M de cloruro de potasio (fracción 8, 18,9% del producto recuperado). La composición y las propiedades de las fracciones provenientes del fraccionamiento 0,24% se encuentran en la Tabla 11 (pág. 114). Los estudios de oxidación con periodato de las fracciones 2, 3 y 7 condujeron a resultados que diferian de los encontrados previamente para los carragenanos por la escuela inglesa (igual proporción de uniones (1-->3) y (i-->4) y monosulfatación de las unidades enlazadaspor la posición 3). La presencia de otros tipos de enlace, por ejemplo (i-—>6),justificaría el mayor consumo de periodato y resultaria compatible con el grado de sulfatación de dichas fracciones. La fracción de carragenano que precipitaba en el rango 0,701,05 M de cloruro de potasio (fraccionamiento 0,24%; 29,0% del producto recuperado) que elegida para llevar a cabo los estudios de metilación. Dado que por razones de tiempo y esfuerzo dicho estudio no podia ser aplicado, dentro del periodo de esta Tesis, a todas las fracciones obtenidas en el fraccionamiento general, se escogió aquel conjunto de moléculas que teniendo iguales caracteristicas analíticas (% de galactosa, % de 3,6-anhidrogalactosa y % de sulfato) y porcentajes menores de 6-sulfato (el cual se elimina en medio alcalina) precipitara en el rango de concentraciones más amplio. Los resultados, por lo tanto, no deben ser aplicados a la concreción de una estructura sino para determinar el tipo de unidades que existen en los carragenanos precipitables entre esas concentraciones de cloruro de potasio. Por metilación y posterior hidrólisis del polisacórido metilado se identificaron: 2,6-di-0-metil-D-galactosa, 4,6-di-0-metilgalactosa, 3-0-metilgalactosa y trazas de 2,4,6-trí-O-metilgalactosa, 6-0-metilgalactosa y galactosa. La 2,6- (producto principal del hidrolizado) y la 4,6-di-0-metilgalactosa se encontraban en una relación 2:l (pesoen peso). La 2,6-di-O-metil-D-galactosa provendria de unidades de D-galactopiranosa 4-sulfato y la 4,6-dí-0-metílgalactosa de unidades de galactopiranosa 2-sultato, ambas unidas por la posición 3. Dado que el dosaje de las unidades de galactopiranosa 2,6-disulta_to unidas por la posición 4 indicó que éstas no estaban presentes en la tracción de partida, se desconoce cual es la unión de la 3-0-metilgalactosa al polisacórido metilado; tampoco se conoce la unión de la 6-O-metilgalactosa a dicho polisacórido. A su vez la 2,4,ó-tri-0metilgalactosa provendria de unidades de galactopiranosa unidas por la posición 3, y la galactosa podria atribuirse a una submetilación, a la presencia de unidades trisultatadas y/o puntos de ramificación disultatados. El bajo rendimiento obtenido en la metilación (40,7%) podria atribuirse a una degradación via epóxido (por eliminación de sulfato) en medio alcalino. Dicha degradación no permitiria detectar las unidades de galactopíranosa 2-sulfato que son extremos terminales no reductores o que estón unidas por las posiciones 4 y/ó 6. Dado que la ausencia de fracciones del tipo K resta valor comercial a un carragenano, resultaba importante establecer un método para la transformación del carragenano extraido en un producto utilizable. Por tratamiento alcalino en condiciones controladas y por posterior fraccionamiento con cloruro de potasio se obtuvieron: I- Fracción insoluble a una concentración 0,125 M-de cloruro de potasio (fracción l, 61,0%1 del producto recuperado). II- Fracciones que precipitaron a concentraciones de cloruro de potasio superiores a 0,125 M (fracciones 2 y 3; 3,3% del producto recuperado). III- Fracción soluble a una concentración 2,00 M de cloruro de potasio (fracción 4, 35,7% del producto recuperado). Mediante el tratamiento alcalino se transformó el carragenano, constituido en su mayoria por una "fracción intermedia", en un producto formado por un K-carragenano y una fracción soluble, y un muy pequeño porcentaje de una "fracción intermedia”. El rendimiento de K-carragenano es semejante a los obtenidos a partir de los carragenanos de Chondrus crispus, que es el alga utilizada mundialmente para la producción de K-carragenano. La composición y las propiedades de las fracciones provenientes del fraccionamiento 0,4% delcarragenano modificado se encuentran en la Tabla 19 (pág. 153). Es de notar que el estudio dela composición del carragenano modificado con álcali (Tabla 17, pág. 148) indicó que la eliminación de sulfato era inferior a la esperada en función del incremento de 3,6anhidrogalactosa. Esta eliminación anómala del sulfato podria atribuirse a la pérdida por diálisis de " fragmentos no representativos" (formados por degradación alcalina) del sistema total. Se desarrolló un método rápido y sencillo para determinar las curvas de precipitación de los carragenanos en soluciones de cloruro de potasio. Dicho método se basa en la precipitación de fracciones, en condiciones normalizados, a distintos concentraciones de cloruro de potasio, y en la medición de la turbidez producida. Las curvas de precipitación se analizaron en función de lo longitud de onda utilizada, de la concentración de carragenano y del tiempo de envejecimiento del precipitado, encontrándose asi las condiciones óptimas de trabajo. 7- La descripción de las técnicas experimentales utilizadas.
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Se discuten, además, la formación de geles de carragenanos con galactomananos y de carragenanos con K-caseina. 4- Dado que los principales métodos empleados en la determinación de estructuras y el tipo de información que éstos proporcionan son ampliamente conocidos, sólo se discuten en detalle:a- La utilidad de la espectrometria de masas en la determinación de las estructuras de los monosacóridos parcialmente metilados. Como la identificación de los monosacórídos parcialmente metilados, obtenidos por hidrólisis del polisacórido metilado de lridaea undulosa Bory, se llevó a cabo por espectrometria de masas de los acetatos de alditoles correspondientes, se analizaron en particular los mecanismos de fragmentación de los mismos.b- El uso y las limitaciones de la espectroscopia infrarroja en la determinación de la posición de los grupos sulfato en las unidades del polisacárido. 5- Un resumen de las aplicaciones de los carragenanos que comprende también los aspectos farmacológicos. Se incluye, además, una breve descripción de las aplicaciones de las algas marinas. 6- La descripción y la discusión de los resultados obtenidos en el estudio del sistema de carragenanos del alga lridaea undulosa Bory. El carragenano se aisló de un extracto acuosa del alga par precipitación con isopropanol hasta una concentración del 75% (rendimiento de aproximadamente 45%). La composición y las propiedades del carragenano (ver Tabla 5, pág. 99) indicaron que éste podia estar constituido, en gran parte, por una “tracción intermedia" y/o "soluble". La curva de precipitación analítica (método turbidimétrico) asi como los fraccionamientospreparativos con soluciones de concentración creciente de cloruro de potasio, confirmaron la presencia mayoritaria de una "fracción intermedia". Por fraccionamiento con cloruro de potasio de una solución 0,24% de carragenano en agua se aislaron ocho fracciones (ver Tabla 7, pág. 109) que se ordenaron, de acuerdo a la escuela noruega, en tres grupos:l- Fracción insoluble a una concentración 0,10 M de cloruro de potasio (Fracción l, 0,7% del producto recuperado). Su composición y sus propiedades indicaron que no se trataba de un K-carragenano. Dada su pequeña contribución al sistema total esta fracción no fue estudiada posteriormente.ll- Fracciones que precipitaron a concentraciones de cloruro de potasio superiores a 0,10 M (seis fracciones en total, 80,4% del producto recuperado). Dichas "fracciones intermedias“ se subdividieron, en base a su composición y a sus propiedades, en dos subgrupos:a- Fracciones insolubles a concentraciones de cloruro de potasio menores de 1,05 M (fracciones 2, 3 y 4; 29,0% en total).b- Fracciones insolubles a concentraciones de cloruro de potasio mayores de 1,05 M (fracciones 5, 6 y 7; 51,4% en total). III- Fracción soluble a una concentración 2,00 M de cloruro de potasio (fracción 8, 18,9% del producto recuperado). La composición y las propiedades de las fracciones provenientes del fraccionamiento 0,24% se encuentran en la Tabla 11 (pág. 114). Los estudios de oxidación con periodato de las fracciones 2, 3 y 7 condujeron a resultados que diferian de los encontrados previamente para los carragenanos por la escuela inglesa (igual proporción de uniones (1-->3) y (i-->4) y monosulfatación de las unidades enlazadaspor la posición 3). La presencia de otros tipos de enlace, por ejemplo (i-—>6),justificaría el mayor consumo de periodato y resultaria compatible con el grado de sulfatación de dichas fracciones. La fracción de carragenano que precipitaba en el rango 0,701,05 M de cloruro de potasio (fraccionamiento 0,24%; 29,0% del producto recuperado) que elegida para llevar a cabo los estudios de metilación. Dado que por razones de tiempo y esfuerzo dicho estudio no podia ser aplicado, dentro del periodo de esta Tesis, a todas las fracciones obtenidas en el fraccionamiento general, se escogió aquel conjunto de moléculas que teniendo iguales caracteristicas analíticas (% de galactosa, % de 3,6-anhidrogalactosa y % de sulfato) y porcentajes menores de 6-sulfato (el cual se elimina en medio alcalina) precipitara en el rango de concentraciones más amplio. Los resultados, por lo tanto, no deben ser aplicados a la concreción de una estructura sino para determinar el tipo de unidades que existen en los carragenanos precipitables entre esas concentraciones de cloruro de potasio. Por metilación y posterior hidrólisis del polisacórido metilado se identificaron: 2,6-di-0-metil-D-galactosa, 4,6-di-0-metilgalactosa, 3-0-metilgalactosa y trazas de 2,4,6-trí-O-metilgalactosa, 6-0-metilgalactosa y galactosa. La 2,6- (producto principal del hidrolizado) y la 4,6-di-0-metilgalactosa se encontraban en una relación 2:l (pesoen peso). La 2,6-di-O-metil-D-galactosa provendria de unidades de D-galactopiranosa 4-sulfato y la 4,6-dí-0-metílgalactosa de unidades de galactopiranosa 2-sultato, ambas unidas por la posición 3. 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Dado que la ausencia de fracciones del tipo K resta valor comercial a un carragenano, resultaba importante establecer un método para la transformación del carragenano extraido en un producto utilizable. Por tratamiento alcalino en condiciones controladas y por posterior fraccionamiento con cloruro de potasio se obtuvieron: I- Fracción insoluble a una concentración 0,125 M-de cloruro de potasio (fracción l, 61,0%1 del producto recuperado). II- Fracciones que precipitaron a concentraciones de cloruro de potasio superiores a 0,125 M (fracciones 2 y 3; 3,3% del producto recuperado). III- Fracción soluble a una concentración 2,00 M de cloruro de potasio (fracción 4, 35,7% del producto recuperado). Mediante el tratamiento alcalino se transformó el carragenano, constituido en su mayoria por una "fracción intermedia", en un producto formado por un K-carragenano y una fracción soluble, y un muy pequeño porcentaje de una "fracción intermedia”. El rendimiento de K-carragenano es semejante a los obtenidos a partir de los carragenanos de Chondrus crispus, que es el alga utilizada mundialmente para la producción de K-carragenano. La composición y las propiedades de las fracciones provenientes del fraccionamiento 0,4% delcarragenano modificado se encuentran en la Tabla 19 (pág. 153). Es de notar que el estudio dela composición del carragenano modificado con álcali (Tabla 17, pág. 148) indicó que la eliminación de sulfato era inferior a la esperada en función del incremento de 3,6anhidrogalactosa. Esta eliminación anómala del sulfato podria atribuirse a la pérdida por diálisis de " fragmentos no representativos" (formados por degradación alcalina) del sistema total. Se desarrolló un método rápido y sencillo para determinar las curvas de precipitación de los carragenanos en soluciones de cloruro de potasio. Dicho método se basa en la precipitación de fracciones, en condiciones normalizados, a distintos concentraciones de cloruro de potasio, y en la medición de la turbidez producida. Las curvas de precipitación se analizaron en función de lo longitud de onda utilizada, de la concentración de carragenano y del tiempo de envejecimiento del precipitado, encontrándose asi las condiciones óptimas de trabajo. 7- La descripción de las técnicas experimentales utilizadas. Fil: Matulewicz, María Cristina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina. application/pdf https://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n1562_Matulewicz spa Universidad de Buenos Aires. 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