LA FOSFOENOL-PIRUVATO CARBOXILASA EN
LOS PRINCIPALES AGAVES EN MÉXICO Y SUS
APLICACIONES
Por Beatriz Elizabeth Avilés Plazola
Introducción.
LOS AGAVES EN MÉXICO
El maguey es una planta emblemática para los
mexicanos.
El pulque es consumida desde los tiempos
prehispánicos obtenido de la fermentación
del aguamiel.
En la actualidad, tiene mayor consumo las
bebidas que una vez fermentadas se
destilan, como el tequila, el mezcal y el
sotol.
TABLA 1. RELACIÓN DE BEBIDAS DE TRADICIONALES Y MAGUEY.
Maguey (Agave)
Bebida
A. salmiana, mapisaga
Agua miel
A. Tequilana
Tequila
Mezclas según la región.
Mezcal
Varias especies de
Dasylirion
Sotol
Metabolismo
FOTOSÍNTESIS
Metabolismo ácido de las crasuláceas (familia
Crassulacea) .
A los vegetales que lo presentan se les
denomina plantas CAM o MAC.
El metabolismo CAM es un ejemplo de la
adaptación al estrés ambiental y se
presenta en plantas de sitios con periodos
de escasa disponibilidad de agua o de CO2
Características CAM:
 Captura neta sustancial de CO2 atmosférico
en la obscuridad y depresión o anulación de
la captura neta de CO2 durante el día.

Transformación estequiométrica de las
reservas glucídicas en forma de poliglucanos
en málico durante la captura de CO2 y
síntesis de la misma, a partir del ácido
málico, durante el periodo de luz.

Fluctuación diaria de la concentración de
ácidos orgánicos, con acumulación durante la
noche.
Las fluctuaciones diarias de ácido málico son de
orden de 100-200µg/g lo que puede
determinar unos cambios de pH del orden de 2
unidades (de 5.5 a 3.5).
FIGURA 2. CURVA DE ASIMILACIÓN DE CO2 DE UNA PLANTA
CAM. SE MUESTRAN LAS CUATRO FASES TÍPICAS DE LA
FOTOSÍNTESIS CAM CON ENZIMAS FIJADORAS DE CO2
CORRESPONDIENTE
FACTORES QUE AFECTAN A LOS AGAVES.
TEMPERATURA
La absorción nocturna de CO2 es óptima
alrededor de 10-15°C
 La toma de CO2 sólo se reduce un 20% a 5°C ,
comparada con su máximo valor nocturno.
 Cuando la temperatura se eleva por arriba de
los 15°C llega a ser de cero a los 30°C.


Las diferencias de temperatura pueden
alterar los procesos fisiológicos básicos de
la planta, mismos que determinan la
cantidad y calidad de los azúcares que se
forman en las hojas y posteriormente en el
resto de la planta.
ACIDEZ

El incremento de la acidez nocturna
depende del total de la Radiación
Fotosintética Activa

Cada molécula de CO2 fijada por la noche
por se produce una molécula de ácido
málico y dos iones de hidrógeno.
OTROS
Algunas especies CAM se pueden adaptar y
no fijan CO2 atmosférico en 24 horas; por otro
lado, se puede presentar hasta la fijación de
CO2 atmosférico continuo en 24 horas
 Muchos agaves toleran pérdidas de agua de 70
a 95% de su volumen antes de sufrir daño
irreversible.

FOSFOENOL-PIRUVATO CARBOXILASA.
CARACTERÍSTICAS DE LA PEPC
PM (C3, C4 y CAM)
Homotetrámero
(4unidades)
Secuencia de
aminoácidos y los
genes (C3, C4 y CAM)
Km
400 kDa aprox.
100 kDa c/unidad
80% de similitud.
5Km C4 y CAM en
comparación de la C3
REGULACIÓN DE PEPC

Estabiliza las cargas por la acumulación de
ion malato.

Estabiliza el pH ya que la sintesis de malato
genera H+ y su degradación OH-
REGULACIÓN DE PEPC

La PEPC tiene afinidad por CO2

La fosforilación regula el ciclaje de CO2 y la
descarboxilación del malato.

El pH regula la PEPC
ACTIVADORES DE LA PEPC
Glucosa-6-fosfato
Triosa fosfato
Prolina y Serina
Malato
LA SERINA REGULA LA SENSIBILIDAD DE LA
PEPC POR EL MALATO
APLICACIONES

Los agaves tienen un 75% de carbohidratos
de los cuales se han identificado glucosa,
dextrinas, almidón e inulina.

En las pencas es de 54.16%
En la piña 77.25%,
(44.25% de inulinas y 22.55% de FOS).

Se ha reportado que la composición química
de los agaves depende de la edad del
maguey y fase de reproducción.
 La cantidad de carbohidratos en el depende
directamente con la edad de maduración.
 Se ha observado que cuando el desarrollo
de la planta es más lento, hay una mayor
acumulación de carbohidratos


Si se obtienen los azúcares de estos agaves, se
pueden utilizar para :
la producción de aditivos alimentarios
 los jarabes de fructosa o la inulina
 Utilización de los jarabes de fructosa como
mostos fermentables.
 Los oligofructanos, son usados como
prebióticos, o excipientes en la industria
farmacéutica, y a los cuáles se les atribuye
numerosos efectos positivos como
complementos alimenticios para la salud
humana.

CONCLUSIONES.
Estas plantas resuelven el problema de
pérdida de agua durante la fotosíntesis.
Es muy importante su estudio para
conocer los cambios fisiológicos para
caracterización de carbohidratos y para
obtener mayores rendimientos de ellos
y la manera en que se pueda aplicar
industrialmente.
¡GRACIAS!
BIBLIOGRAFÍA.

Estudio de la deshidratación del maguey (Agave atrovirens Karw) para la obtención de un producto seco con alto
contenido de Fructooligosacáridos. ALFA EDITORES TÉCNICOS / Febrero / Marzo 2007


Geyda Thomas, et al. Crassulacean Acid Metabolism. Facultad de Ciencias, Universidad Nacional de Colombia. Sede
Bogotá 2005.




Gómez-Ayala Rocío , et al. Aprovechamiento integral del Agave americana L. Centro de Biotecnología Genómica, IPN.
Reynosa, Tam
Granados Sanchezm Diodoro. Los agaves en México. Universidad Autónoma de Chapingo. México, 1993. Pp. 69-74.
Martínez del Campo, M.G. (1999) Determinación, cuantificación e hidrólisis de inulina en el aguamiel de agave
pulquero Agave atrovirens Karw, Tesis, Fac. Química, UNAM, México.


Martínez-Hernández A. et al. Genómica de Agave tequilana: Identificación de genes útiles para la industria tequilera y el
desarrollo de usos alternativos del agave. CINVESTAV campus Gto.


Nobel, P. S. y T.L. Hartsock. Watering converts a CAM plants to day time CO2 uptak. Nature. 1976.


Olvera C., Castillo E. y López-Munguía A. Fructanas y fructosa. Biotecnologia V14 2007.


Roberto López Pozos, et al. La enzima fosfoenolpiruvato carboxilasa en el metabolismo central de los vegetales. Temas
de Ciencia y Tecnología vol. 11 número 32 mayo - agosto 2007 pp 23 – 31.


Solano Agama A. L. (2003) Levantamiento nutrimental del agave azul (Agave tequilana Wever variedad azul) en los
altos de Jalisco. Tesis. Univesidad Autónoma de Chapingo.


Vargas Vázquez K.G. (2009) Obtención de Insumos de interés a nivel industria a partir de fructanas del agave
mezcalero potosino Agave Salmiana. Tesis. IPN. México.


htp://www.agave.org.mx/index.php?option=com_content&task=view&id=16&Itemid=58&limit=1&limitstart=1
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La Fosfoenol-piruvato carboxilasa en los principales