En la actualidad, las hidrolasas de glicósidos se utilizan en el estudio de la preparación de una variedad de glicósidos y aglicones activos. Entre ellos, la preparación enzimática de saponina y glicósidos flavonoides en oxiglicósidos es la más extensa. Tras años de esfuerzos por parte de los investigadores científicos, la hidrolasa de glicósidos ha logrado muchos resultados satisfactorios en la preparación de glicósidos y aglicones activos.

1. Biotransformación de glucósidos flavonoides

Los flavonoides son polifenoles ampliamente distribuidos en las plantas, principalmente en forma de glucósidos. Los estudios han demostrado que los flavonoides con actividad biológica son los ingredientes activos más importantes de las plantas comestibles y tienen múltiples actividades farmacológicas, como la protección del hígado, la antioxidación, la antitumoral y la antiviral, y su actividad está estrechamente relacionada con su estructura. Dado que la mayoría de los glucósidos flavonoides tienen dificultades para atravesar la pared del intestino delgado y su biodisponibilidad es baja, la modificación estructural de los flavonoides naturales se ha convertido en un tema candente en la investigación actual. El uso de glucosidasa hidrolasa para hidrolizar los grupos glucósidos de los glucósidos flavonoides se ha convertido en una forma eficaz de mejorar la actividad de los flavonoides (Tabla 1). Los glucósidos flavonoides comunes incluyen la rutina, la hesperidina y la naringina, y sus restos de azúcar suelen ser rutina (ramnosa y glucosa unidas en α-1,6) y nueva hesperosa (ramnosa y glucosa unidas en α-1,2), por lo que la hidrolasa glucósida hidroliza la modificación de los mismos, que incluye principalmente dos tipos de escisión exo y endo. A partir de Aspergillus niger y Aspergillus nidulans, se aisló y purificó la α-ramnosidasa, que puede hidrolizar los enlaces α-1,2 y α-1,6 de la ramnosa. Esta enzima puede hidrolizar rutina, naringina y hesperidina, produciendo respectivamente isoquercetina, plumosida y hesperetina glucósido. La α-ramnosidasa recombinante clonada a partir de Aspergillus aculeatus y Clostridium stercorarium también tiene la actividad de hidrolizar la ramnosa en glucósidos flavonoides. Para la hidrólisis de los tres glucósidos flavonoides mencionados, además de las exoglucosidasas, las endoglucosidasas también cuentan con un gran número de informes de investigación. La diglucosidasa aislada y purificada a partir de Penicillium rugulosum, Penicillium decumben[ y Fagopyri herba, así como la rutinasa recombinante clonada a partir de Aspergillus niger, pueden hidrolizar la rutina para producir quercetina con una mejor actividad antioxidante. La naringinasa se puede aislar y purificar a partir de Aspergillus niger BCC 25166, que puede hidrolizar la naringina para producir naringina. La naringinasa de Aspergillus niger 1344 puede hidrolizar la naringina y la rutina al mismo tiempo para producir naringina respectivamente. Yuan y la quercetina, pero la hesperidina no se puede hidrolizar. La diglicosidasa presente en Acremonium sp. DSM24697 y Actinoplanes missouriensis puede hidrolizar la nueva hesperidina presente en la hesperidina para producir productos de hesperetina altamente activos.

Tabla 1. Biotransformación de glucósidos flavonoides por glucosidasa

Producto	Sustrato	Reacción	Organismo
Isoquercitrina, prunina,	Rutina, naringina,	α-Rhamnosidase	Aspergillus negro
Hesperetina glucósido	Hesperidina	α-Rhamnosidase	Aspergillus nidulans
		α-Rhamnosidase	Aspergillus aculeatus
		α-Rhamnosidase	Clostridium stercorarium
Quercetina	Rutina	β-Rutinosidase	Penicillium rugulosum
Quercetina	Rutina	β-Glycosidase	Penicillium decumbens
Quercetina	Rutina	β-Heterodisaccharidase	Hierba de ruibarbo
Quercetina	Rutina	β-Rutinosidase	Aspergillus negro
Naringenina	Naringina	Naringinase	Aspergillus negro
Naringenina, quercetina	Naringina, rutina	Naringinase	Aspergillus negro
Hesperetina	Hesperidina	Diglycosidase	Acremonium
Hesperetina	Hesperidina	Diglycosidase	Actinoplanes de Missouri
Daidzeína	Daidzin	β-Glucosidase	Microbios no cultivables
Daidzeína	Daidzin	β-Glucosidase	Sulfolobus solfataricus
Daidzeína	Daidzin	β-Glucosidase	Aspergillus oryzae
Daidzeína	Daidzin	β-Glucosidase	Pyrococcus furiosus
Daidzeína, genisteína	Daidzin, genistina	β-Glucosidase	Bacillus subtilis
		β-Glucosidase	Termotoga marítima
Daidzeína, genisteína,	Daidzin, genistina,	β-Glucosidase	Dalbergia
Gliciteína	Glicitina	β-Glucosidase	Bacteroides thetaiotaomicron
baicalina	Baicalina	β-Glucuronidase	Scutellaria viscidula
Tilianina	Linarina	Naringinasa	Penicillium decumbens
Butina	Butrin	β-Glucosidase	Almendra
Floretina	Florizina	β-Glycosidase	Intestino delgado de oveja

Las isoflavonas son un tipo de flavonoides que se encuentran principalmente en las legumbres y que contribuyen a la prevención de enfermedades y a la salud humana. Los componentes principales de las isoflavonas de soja son la daidzeína, la genistina, la genisteína, la gliciteína y la gliciteína aglicona, entre los que la aglicona desglucosilada tiene una mejor actividad biológica. La β-glucosidasa recombinante capaz de hidrolizar la daidzeína para producir daidzeína se clonó a partir de la biblioteca genética del suelo de manglares, Sulfolobus solfataricus, Aspergillus oryzae y Pyrococcus furiosus. La β-glucosidasa recombinante clonada a partir de Thermotoga maritima y Bacillus subtilis Enzymes puede hidrolizar la daidzeína y la genisteína para producir daidzeína y genisteína; la glicosidasa aislada y purificada a partir de Dalbergia y clonada y recombinada a partir de Bacteroides thetaiotaomicron puede hidrolizar la daidzeína, la genistina y la daidzeína para producir daidzeína, genisteína y gliciteína aglicona.

También se ha descrito y aplicado la glicosidasa hidrolasa en la hidrólisis de otros glicósidos flavonoides (Tabla 1). Los estudios han demostrado que la baicalina tiene efectos antitumorales y antiinfecciosos. La β-glucosidasa aislada y purificada de Scutellaria viscidula Bge puede hidrolizar la baicalina para producir baicaleína. El producto desglucosilado, la baicaleína, tiene una mejor actividad farmacológica. La serimarina es también un glucósido flavonoide poco común con actividades antihipertensivas y sedantes, pero es difícil de obtener por extracción directa y síntesis química. Cui et al. utilizaron naringinasa para hidrolizar la ramnosa en el montanoside para producir serimarina. Además, Jassbi et al. utilizaron β-glucosidasa para hidrolizar la butrina y producir butrina. Los resultados de los experimentos antioxidantes mostraron que la butrina desglucosilada tenía una mejor actividad que la butrina. Day y otras glicosidasas aisladas y purificadas del intestino delgado de ovejas pueden hidrolizar la florizina para producir floretina.

2. Biotransformación de otros oxiglicósidos

Además de las saponinas y los glucósidos flavonoides, las glicosidasa hidrolasas también se han utilizado para hidrolizar y modificar otros oxiglicósidos (Tabla 2). El fruto de la gardenia es una medicina tradicional china utilizada para tratar enfermedades cardiovasculares, cerebrovasculares, hepáticas y de la vesícula biliar. Hay una gran cantidad de geniposida en los frutos de la gardenia, pero el ingrediente activo es la geniposida, que es el producto desglucosilado de la geniposida, y su contenido es inferior al 0,01 %. La β-glucosidasa aislada y purificada de Penicillium nigricans y Aspergillus niger puede transformarse en geniposida para preparar genipina y satisfacer la demanda de grandes cantidades de este compuesto. Arctium lappa tiene efectos preventivos y terapéuticos contra la insuficiencia renal crónica, y sus ingredientes activos son la arctiina y la arctigenina. La β-glucosidasa presente en Grifola frondosa y Rhizoctonia solani puede transformar la bardana para producir arctigenina. Liu et al. utilizaron β-glucosidasa comercial para hidrolizar completamente el fruto de la bardana y obtener el producto aglicón de la bardana. La conversión de arctiina en arctigenina puede mejorar eficazmente la biodisponibilidad. El resveratrol tiene funciones preventivas contra los tumores y la aterosclerosis. La β-glucosidasa aislada y purificada de Aspergillus oryzae sp. 100 y Lactobacillus kimchi, y la β-glucosidasa recombinante clonada a partir de la metagenómica del suelo de manglares por Mai et al. La glucosidasa puede convertir la polidatina para producir resveratrol. El paclitaxel es un metabolito secundario de la planta Taxus chinensis y tiene un buen efecto terapéutico sobre el cáncer de ovario y el cáncer de mama. El peso seco del paclitaxel en Taxus chinensis es solo del 0,02 %, y el contenido de 7-xilosa-10-deacetilpaclitaxel desechado como residuo es más de 10 veces superior al del paclitaxel. Dou et al. utilizaron la xilosidasa extracelular secretada por la cepa F16 de Cellulosimicrobium cellulans para convertir el 7-xilosa-10-desacetilpaclitaxel en 10-desacetilpaclitaxel y, a continuación, mediante una reacción de acilación en un solo paso, generaron paclitaxel.

Tabla 2. Biotransformación de otros O-glicósidos por glicosidasa

Product	Substrate	Reaction	Organism
Genipin	Geniposide	β-Glucosidase	Penicillium nigricans
Genipin	Geniposide	β-Glucosidase	Aspergillus niger
Arctigenin	Arctiin	β-Glucosidase	Grifola frondosa
Arctigenin	Arctiin	β-Glucosidase	Rhizoctonia solani
Arctigenin	Arctiin	β-Glucosidase	Commercial
Resveratrol	Polydatin	β-Glucosidase	Aspergillus oryzae
Resveratrol	Polydatin	β-Glucosidase	Lactobacillus kimchi
Resveratrol	Polydatin	β-Glucosidase	Unculturable microbes
10-Deacetylpaclitaxel	7-Xylosyl-10-deacetylpaclitaxel	β-Xylosidase	Cellulosimicrobium cellulans

3. Biotransformación de glucósidos de carbono y tioglucósidos

Además de los oxiglucósidos, las hidrolasas glucósidas también se utilizan en el estudio de la modificación por hidrólisis de los glucósidos de carbono y los tioglucósidos (Tabla 3). Los glucósidos de carbono se forman por condensación por deshidratación del hidrógeno en posición orto o para, activado por el grupo hidroxilo fenólico del aglicón, con grupos de azúcar. Los flavonoides carbosídicos tienen muchas actividades, como antiinflamatoria, antibacteriana, antitumoral, hipoglucemiante y potenciadora de la inmunidad. En comparación con los flavonoides oxosídicos, los flavonoides carbosídicos tienen una mayor estabilidad y pueden absorberse completamente y convertirse en moléculas farmacológicas potenciales. Dado que los enlaces glicosídicos de carbono son difíciles de hidrolizar, hay pocos informes sobre la hidrólisis de los flavonoides glicósidos de carbono. Sanugul et al. aislaron una bacteria de una mezcla de bacterias fecales humanas que secretaba una glicosidasa bajo la inducción de mangiferina, capaz de hidrolizar los enlaces glicosídicos de carbono de la mangiferina para producir mangiferina con mayor actividad. Nakamura et al. aislaron la cepa PUE de bacterias intestinales humanas, capaz de aislar y purificar una carboglicosidasa que hidroliza la puerarina para producir aglicona. En el estudio de los genes que codifican la carboglicosidasa, Braune et al. descubrieron que los genes codificadores de proteínas dfgA, dfgB, dfgC, dfgD y dfgE en Eubacterium cellulosolvens coexpresan carboglicosidasas que pueden hidrolizar la isoorientina para producir los aglicones correspondientes.

Los glucosinolatos son una clase importante de compuestos glucosinolatos, que se encuentran ampliamente en plantas crucíferas, como la mostaza, el brócoli, el ajo, etc. Los estudios han demostrado que el consumo de plantas crucíferas puede prevenir eficazmente el cáncer de mama, el cáncer de pulmón, el cáncer de colon y otros tipos de cáncer. El principal ingrediente activo es el isotiocianato producido tras la degradación del glucosinolato. La glucosidasa, también conocida como mirosinasa, se encuentra principalmente en las plantas crucíferas, pero se distribuye en una posición diferente a la de los glucosinolatos. Solo cuando las células se rompen, se mezclan y reaccionan. Debido al bajo contenido de mirosinasa endógena, es difícil hidrolizar eficazmente los glucosinolatos para producir productos activos. El sulforafano es un isotiocianato con actividad farmacológica. Shen et al. utilizaron mirosinasa exógena para convertir con éxito la glucorafanina en sulforafano. En la actualidad, hay pocos estudios sobre la modificación hidrolítica de los glucósidos de carbono y los tioglucósidos. En el futuro, el desarrollo y la modificación estructural de más glucósidos de carbono y tioglucósidos proporcionarán más moléculas candidatas para el desarrollo de fármacos.

Tabla 3. Biotransformación de C-glicósidos y S-glicósidos por glicosidasa.

Product	Substrate	Reaction	Organism
Norathyriol	Mangiferin	C-glucosyl-cleaving enzyme	Bacteroides
Daidzein	Puerarin	C-glucosyl-cleaving enzyme	Human intestinal bacterium
Luteolin	Homoorientin	C-glucosyl-cleaving enzyme	Eubacterium cellulosolvens
Sulforaphane	Glucoraphanin	Myrosinase	Broccoli seeds

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Compound Glucoamylase	9032-08-0
Pullulanase	9075-68-7
Xylanase	37278-89-0
Cellulase	9012-54-8
Naringinase	9068-31-9
β-Amylase	9000-91-3
Glucose oxidase	9001-37-0
alpha-Amylase	9000-90-2
Pectinase	9032-75-1
Peroxidase	9003-99-0
Lipase	9001-62-1
Catalase	9001-05-2
TANNASE	9025-71-2
Elastase	39445-21-1
Urease	9002-13-5
DEXTRANASE	9025-70-1
L-Lactic dehydrogenase	9001-60-9
Dehydrogenase malate	9001-64-3
Cholesterol oxidase	9028-76-6