Queratina

Es una proteína con estructura fibrosa, muy rica enazufre, que constituye el componente principal que forman las capas más externas de laepidermis de los vertebrados y de otros órganos derivados del ectodermo, faneras como el pelo,uñas, plumas, cuernos, ranfotecas y pezuñas. La única biomolécula cuya dureza se aproxima a la de la queratina es la quitina.

Existen dos tipos de queratina diferenciadas por su estructura y componentes:³

• La queratina alfa presenta en sus cadenas de aminoácidos restos (monómeros) de cisteína, los cuales constituyen puentesdisulfuro.
• La queratina beta no presenta cisteína ni, por lo tanto, puentes disulfuro.

Queratina alfa

Los puentes disulfuro son los que proporcionan la dureza a la alfa queratina. Así, existe mayor cantidad de queratina alfa en los cuernos de un animal y en las uñas que en el pelo. Además la queratina alfa solamente se encuentra en pelos, cuernos, uñas, y otrasfaneras.

Queratina beta

La queratina de tipo beta es inextensible (a diferencia de la queratina tipo alfa) y la podemos encontrar, por ejemplo, en la tela de araña.

Estructura

La queratina es una proteína con una estructura secundaria, es decir, la estructura primaria de la proteína, se pliega sobre sí misma, adquiriendo tres dimensiones. Esta forma nueva es un espiral, llamándose así proteína α-hélice. Esta estructura se mantiene con esa forma tan característica gracias a los puentes de hidrógeno y a las fuerzas hidrofóbicas, que mantienen unidos los aminoácidos de dicha poroteína. Todo esto unido le da a la proteína esa especial dureza característica. 

Quitina

 Polisacárido constituido por unidades de glucosa y nitrógeno, propio de la pared celular de muchos hongos y característico de los artrópodos.
La quitina es uno de los componentes principales de las paredes celulares de los hongos, del resistente exoesqueleto de los artrópodos (arácnidos, crustáceos e insectos) y algunos órganos de otros animales (quetas de anélidos, perisarco de cnidarios). La primera persona que consiguió describir correctamente su estructura química fue Albert Hofmann.

La quitina se sintetiza en el organismo a partir de glucosa con la ayuda de algunas enzimas entre ellas la quitina sitasa. La hidrólisis enzimática de la quitina a acetilglucosamina se realiza por un sistema consistente de dos hidrolasas: quitinasa y quitobiasa. Las quitinasas son enzimas ampliamente distribuidas y son sintetizadas por bacteriasnte, hongos y glándulas digestivas de los animales cuya dieta incluye quitina.

Hemiceluliticos

Son bacterias capaces de  degradar  a las hemicelulosas, liberando las pentosas, hexosas y acidos huronicos, convirtiendose en glucosa o fructuosa, muchas de esas capaces de degradar ademas a la celulosa.

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Las principales bacterias hemicelulolíticas del rumen son: Butyrivibrio fibrisolvens, Bacteroides ruminícola y
Ruminococcus spp. La mayoría de las especies predominantes de ruminococcus celulolíticas degradan y utilizan  con eficacia la hemicelulosa. Las principales bacterias que degradan la pectina son también Butyrivibrio fibrisolvens, Bacteroides ruminicola y Lachnospira multiparus. Otras bacterias pectinolíticas incluyen Succinivibrio dextrinosolvens, Treponema spp. y Streptococcus bovis.
B. fibrisolvens posee una enzima extracelular pectinolítica que es una exopectato liasa. Esta enzima divide la
cadena de pectina en su extremo terminal. Otras bacterias pectinolíticas del rumen poseen endopectato liasa, que efectúa la rotura al azar a lo largo de la cadena de pectina.

Hongos ligninolíticos

Los hongos ligninolíticos han desarrollado un sistema enzimático único y no específico
que funciona en el ambiente extracelular. El mecanismo del sistema degradador de lignina está
basado en la producción de radicales libres. Este mecanismo permite que estas enzimas sean
cataliticamente activas sobre una gran diversidad de sustratos orgánicos. La enorme diversidad
estructural de los contaminantes que son degradados por estos hongos, les confiere un uso
potencial en biorremediación.




Enzimas ligninolíticas de hongos
A partir de los estudios realizados con hongos ligninolíticos en los años setenta, se
comprobó que la degradación de la lignina daba lugar a productos que provenían de la ruptura
oxidativa de anillos aromáticos. Por lo que se pensó que las oxigenasas extracelulares podían
estar involucradas en la transformación de la lignina. Algunos años después, tres grupos
reportaron de manera independiente, el descubrimiento de una ligninasa capaz de oxidar y
despolimerizar la lignina y compuestos modelo, y cuya actividad enzimática depende
del peróxido de hidrógeno (H2B OB
2B ).
Estudios espectroscópicos mostraron que
esta ligninasa era distinta de las oxigenasas P450, compartía algunas características con las
hemoproteínas transportadoras de oxígeno y que era en realidad una peroxidasa. A esta
enzima se le denomina ahora como lignino peroxidasa (LiP).

Microorganismos ligninolíticos

La capacidad para catabolizar la celulosa y hemicelulosa es una característica común
para diversos hongos y otros microorganismos.  Por el contrario, al ser la lignina un
heteropolímero muy recalcitrante, solamente es mineralizado (transformado hasta dióxido de
carbono y agua) en forma limitada por algunas  bacterias y extensivamente por un grupo de
hongos. Estos hongos ligninolíticos, denominados hongos de la pudrición blanca de la
madera, comprenden un grupo de organismos cuya característica es su capacidad para
mineralizar eficientemente la lignina. Presumiblemente, esta degradación selectiva les permite
tener acceso a la celulosa y hemicelulosa, las cuales finalmente representan su fuente de
carbono y energía.


La mayoría de los hongos ligninolíticos pertenecen al grupo Basidiomycetes y son los
microorganismos más eficientes en degradar totalmente la lignina. Estos organismos secretan
varias enzimas extracelulares que son esenciales para la transformación inicial de la lignina y
que en conjunto logran su mineralización.