Atualmente, as hidrolases de glicosídeos são usadas no estudo da preparação de uma variedade de glicosídeos e agliconas ativos. Entre eles, a preparação enzimática de glicosídeos de saponina e flavonoides em oxiglicosídeos é a mais extensa. Após anos de esforços de pesquisadores científicos, a hidrolase de glicosídeo alcançou muitos resultados gratificantes na preparação de glicosídeos e agliconas ativos.

1. Biotransformação de glicosídeos flavonoides

Os flavonoides são polifenóis amplamente distribuídos nas plantas, principalmente na forma de glicosídeos. Estudos descobriram que os flavonoides com atividade biológica são os ingredientes ativos mais importantes das plantas comestíveis e têm várias atividades farmacológicas, como proteção hepática, antioxidação, antitumoral e antivírus, e sua atividade está intimamente relacionada à estrutura. Como a maioria dos glicosídeos flavonoides é difícil de entrar no sangue através da parede do intestino delgado e sua biodisponibilidade é baixa, a modificação estrutural dos flavonoides naturais se tornou um ponto importante nas pesquisas atuais. O uso da hidrolase de glicosídeo para hidrolisar os grupos glicosil dos glicosídeos flavonoides tornou-se uma maneira eficaz de melhorar a atividade dos flavonoides (Tabela 1). Os glicosídeos flavonoides comuns incluem rutina, hesperidina e naringina, e suas porções de açúcar são geralmente rutina (α-1,6 ramnose e glicose ligadas) e nova hesperose (α-1,2 ramnose e glicose ligadas), de modo que a hidrolase de glicosídeo hidrolisa a modificação dela, incluindo principalmente dois tipos de exo- e endo-excisão. A α-ramnosidase de Aspergillus niger e Aspergillus nidulans, que pode hidrolisar ligações α-1,2 e α-1,6 ramnosídeo, foi isolada e purificada. Essa enzima pode hidrolisar a rutina, a naringina e a hesperidina, produzindo, respectivamente, isoquercetina, plumosídeo e glicosídeo de hesperetina. A α-ramnosidase recombinante clonada de Aspergillus aculeatus e Clostridium stercorarium também tem a atividade de hidrolisar a ramnose em glicosídeos flavonoides. Para a hidrólise dos três glicosídeos flavonoides acima, além das exoglicosidases, as endoglicosidases também têm um grande número de relatórios de pesquisa. A diglicosidase isolada e purificada de Penicillium rugulosum, Penicillium decumben[ e Fagopyri herba, bem como a rutinase recombinante clonada de Aspergillus niger, podem hidrolisar a rutina para produzir quercetina com melhor atividade antioxidante. A naringinase pode ser isolada e purificada do Aspergillus niger BCC 25166, que pode hidrolisar a naringina para produzir naringina. A naringinase do Aspergillus niger 1344 pode hidrolisar a naringina e a rutina ao mesmo tempo para produzir naringina, respectivamente. Yuan e quercetina, mas a hesperidina não pode ser hidrolisada. A diglicosidase em Acremonium sp. DSM24697 e Actinoplanes missouriensis pode hidrolisar a nova hesperidina na hesperidina para produzir produtos de hesperetina altamente ativos.

Tabela 1. Biotransformação de glicosídeos flavonoides por glicosidase

Produto	Substrato	Reação	Organismo
Isoquercitrina, Prunina,	Rutina, Naringina,	α-Rhamnosidase	Aspergillus niger
Glucosídeo de hesperetina	Hesperidina	α-Rhamnosidase	Aspergillus nidulans
		α-Rhamnosidase	Aspergillus aculeatus
		α-Rhamnosidase	Clostridium stercorarium
Quercetina	Rutina	β-Rutinosidase	Penicillium rugulosum
Quercetina	Rutina	β-Glicosidase	Penicillium decumbens
Quercetina	Rutina	β-Heterodissacaridase	Fagopyri herba
Quercetina	Rutina	β-Rutinosidase	Aspergillus niger
Naringenina	Naringina	Naringinase	Aspergillus niger
Naringenina, Quercetina	Naringina, Rutina	Naringinase	Aspergillus niger
Hesperetina	Hesperidina	Diglicosidase	Acremônio
Hesperetina	Hesperidina	Diglicosidase	Actinoplanes missouriensis
Daidzeína	Daidzin	β-Glucosidase	Micróbios não cultiváveis
Daidzeína	Daidzin	β-Glucosidase	Sulfolobus solfataricus
Daidzeína	Daidzin	β-Glucosidase	Aspergillus oryzae
Daidzeína	Daidzin	β-Glucosidase	Pyrococcus furiosus
Daidzeína, Genisteína	Daidzin, Genistin	β-Glucosidase	Bacillus subtilis
		β-Glucosidase	Thermotoga maritima
Daidzeína, Genisteína,	Daidzin, Genistin,	β-Glucosidase	Dalbergia
Gliciteína	Glicitina	β-Glucosidase	Bacteroides thetaiotaomicron
Baicaleína	Baicalina	β-Glucuronidase	Scutellaria viscidula
Tilianin	Linarina	Naringinase	Penicillium decumbens
Butin	Butrin	β-Glucosidase	Amêndoa
Cloretina	Phlorizin	β-Glicosidase	Intestino delgado de ovinos

As isoflavonas são um tipo de flavonóides, encontrados principalmente em leguminosas, que contribuem para a prevenção de doenças e para a saúde humana. Os principais componentes das isoflavonas da soja são daidzeína, daidzeína, genistina, genisteína, gliciteína e gliciteína aglicona, entre as quais a aglicona desglicosilada tem melhor atividade biológica. A β-glucosidase recombinante capaz de hidrolisar a daidzeína para produzir daidzeína foi clonada da biblioteca de genes do solo de mangue, Sulfolobus solfataricus, Aspergillus oryzae e Pyrococcus furiosus; a β-glucosidase recombinante clonada das enzimas Thermotoga maritima e Bacillus subtilis pode hidrolisar a daidzeína e a genisteína para produzir daidzeína e genisteína; a glicosidase isolada e purificada de Dalbergia e clonada e recombinada de Bacteroides thetaiotaomicron pode hidrolisar daidzeína, genistina e daidzeína para produzir daidzeína, genisteína e gliciteína aglicona.

A hidrolase de glicosídeo também foi relatada e aplicada na hidrólise de outros glicosídeos flavonoides (Tabela 1). Estudos demonstraram que a baicalina tem efeitos antitumorais e anti-infecciosos. A β-glucosidase isolada e purificada da Scutellaria viscidula Bge pode hidrolisar a baicalina para produzir baicaleína. O produto desglicosilado, a baicaleína, tem melhor atividade farmacológica. A serimarina também é um glicosídeo flavonoide raro com atividades anti-hipertensivas e sedativas, mas é difícil de obter por extração direta e síntese química. Cui et al. usaram a naringinase para hidrolisar a ramnose no montanosídeo para produzir a serimarina. Além disso, Jassbi et al. usaram a β-glucosidase para hidrolisar a butrina e produzir butrina. Os resultados dos experimentos antioxidantes mostraram que a butrina desglicosilada tinha melhor atividade do que a butrina. Day e outras glicosidases isoladas e purificadas do intestino delgado de ovelhas podem hidrolisar a clorizina para produzir floretina.

2. Biotransformação de outros oxiglicosídeos

Além das saponinas e dos glicosídeos flavonoides, as hidrolases de glicosídeos também foram usadas para hidrolisar e modificar outros glicosídeos de oxigênio (Tabela 2). A fruta gardênia é um medicamento tradicional chinês usado para tratar doenças cardiovasculares, cerebrovasculares, do fígado e da vesícula biliar. Há uma grande quantidade de geniposídeo nas frutas de gardênia, mas o ingrediente eficaz é o geniposídeo, que é o produto desglicosilado do geniposídeo, e o conteúdo é inferior a 0,01%. A β-glucosidase isolada e purificada de Penicillium nigricans e Aspergillus niger pode ser transformada em geniposídeo para preparar genipin para atender à demanda por grandes quantidades de genipin. A Arctium lappa tem o efeito de prevenir ou tratar a insuficiência renal crônica, e seus ingredientes eficazes são a arctiina e a arctigenina. A β-glucosidase em Grifola frondosa e Rhizoctonia solani pode transformar a bardana para produzir arctigenina. Liu et al. usaram a β-glucosidase comercial para hidrolisar completamente o fruto da bardana e obter o produto aglicona da bardana. A conversão da arctiina em arctigenina pode melhorar efetivamente a biodisponibilidade. O resveratrol tem a função de prevenir tumores e aterosclerose. A β-glucosidase isolada e purificada de Aspergillus oryzae sp. 100 e Lactobacillus kimchi e a β-glucosidase recombinante clonada a partir da metagenômica do solo de mangue por Mai et al. A glucosidase pode converter a polidatina para produzir resveratrol. O paclitaxel é um metabólito secundário da planta Taxus chinensis e tem um bom efeito terapêutico no câncer de ovário e no câncer de mama. O peso seco do paclitaxel no Taxus chinensis é de apenas 0,02%, e o conteúdo de 7-xilose-10-desacetilpaclitaxel descartado como resíduo é mais de 10 vezes maior que o do paclitaxel. Dou et al. usaram a xilosidase extracelular secretada pela cepa F16 do Cellulosimicrobium cellulans para converter o 7-xilose-10-desacetilpaclitaxel em 10-desacetilpaclitaxel e, em seguida, por meio de uma reação de acilação em uma etapa para gerar o paclitaxel.

Tabela 2. Biotransformação de outros O-glicosídeos pela glicosidase

Produto	Substrato	Reação	Organismo
Genipin	Geniposídeo	β-Glucosidase	Penicillium nigricans
Genipin	Geniposídeo	β-Glucosidase	Aspergillus Níger
Arctigenina	Arctiin	β-Glucosidase	Grifola frondosa
Arctigenina	Arctiin	β-Glucosidase	Rhizoctonia solani
Arctigenina	Arctiin	β-Glucosidase	Comercial
Resveratrol	Polidatina	β-Glucosidase	Aspergillus oryzae
Resveratrol	Polidatina	β-Glucosidase	Lactobacilos kimchi
Resveratrol	Polidatina	β-Glucosidase	Micróbios não cultiváveis
10-Deacetilpaclitaxel	7-Xilosil-10-deacetilpaclitaxel	β-xilosidase	Cellulosimicrobium celulanos

3. Biotransformação de glicosídeos de carbono e tioglicosídeos

Além dos oxiglicosídeos, as hidrolases de glicosídeos também são usadas no estudo da modificação da hidrólise de glicosídeos de carbono e tioglicosídeos (Tabela 3). Os glicosídeos de carbono são formados pela condensação da desidratação do hidrogênio da posição orto ou para ativada pelo grupo hidroxila fenólico do aglicona com grupos de açúcar. Os flavonoides carbosídeos têm muitas atividades, como anti-inflamatória, antibacteriana, antitumoral, redução do açúcar no sangue e aumento da imunidade. Em comparação com os flavonoides oxosídeos, os flavonoides carbosídeos têm maior estabilidade e podem ser completamente absorvidos e se tornar moléculas de medicamentos em potencial. Como as ligações glicosídicas de carbono são difíceis de serem hidrolisadas, há poucos relatos sobre a hidrólise de flavonoides de glicosídeo de carbono. Sanugul et al. isolaram uma bactéria de uma mistura de bactérias fecais humanas, que secretou uma glicosidase sob a indução de mangiferina, que pode hidrolisar as ligações glicosídicas de carbono na mangiferina para produzir mangiferina com melhor atividade. Nakamura et al. isolaram a cepa PUE da bactéria intestinal humana, que pode isolar e purificar uma carboglicosidase que hidrolisa a puerarina para produzir aglicona. No estudo de genes codificadores de carboglicosidase, Braune et al. descobriram que os genes codificadores de proteína dfgA, dfgB, dfgC, dfgD e dfgE em Eubacterium cellulosolvens co-expressam carboglicosidases que podem hidrolisar a isoorientina para produzir os agliconas correspondentes.

Os glucosinolatos são uma importante classe de compostos glucosinolatos, amplamente encontrados em vegetais crucíferos, como mostarda, brócolis, alho e outros. Estudos demonstraram que o consumo de vegetais crucíferos pode prevenir com eficácia o câncer de mama, o câncer de pulmão, o câncer de cólon e outros tipos de câncer. O principal ingrediente ativo é o isotiocianato produzido após a degradação do glucosinolato. A glucosidase, também conhecida como mirosinase, é encontrada principalmente em vegetais crucíferos, mas é distribuída em uma posição diferente dos glucosinolatos. Somente quando as células forem rompidas, elas se misturarão e reagirão. Devido ao baixo teor de mirosinase endógena, é difícil hidrolisar efetivamente os glucosinolatos para produzir produtos ativos. O sulforafano é um isotiocianato com atividade farmacológica. Shen et al. usaram a mirosinase exógena para converter com sucesso a glucorafanina em sulforafano. No momento, há poucos estudos sobre a modificação hidrolítica de glicosídeos de carbono e tioglicosídeos. No futuro, o desenvolvimento e a modificação estrutural de mais glicosídeos de carbono e tioglicosídeos fornecerão mais moléculas candidatas ao desenvolvimento de medicamentos.

Tabela 3. Biotransformação de C-glicosídeos e S-glicosídeos pela glicosidase.

Produto	Substrato	Reação	Organismo
Noratriol	Mangiferina	Enzima de quebra de C-glucosil	Bacteroides
Daidzeína	Puerarina	Enzima de quebra de C-glucosil	Humanos intestinal bactéria
Luteolina	Homoorientação	Enzima de quebra de C-glucosil	Eubactéria cellulosolvens
Sulforafano	Glucorafanina	Mirosinase	Sementes de brócolis

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Composto Glucoamilase	9032-08-0
Pullulanase	9075-68-7
Xilanase	37278-89-0
Celulase	9012-54-8
Naringinase	9068-31-9
β-Amilase	9000-91-3
Glucose oxidase	9001-37-0
alfa-Amilase	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-Láctico desidrogenase	9001-60-9
Malato desidrogenase	9001-64-3
Colesterol oxidase	9028-76-6