proteasas

ANTECEDENTES

Enzimas Proteasas
Las enzimas son polímeros de aminoácidos que dirigen la actividad
catalítica en distintos sistemas biológicos, gracias a su capacidad de acelerar
reacciones químicas. Durante los últimos años, su utilidad en gran cantidad de
industrias ha adquirido gran relevancia; siendo las proteasas el grupo de
enzimas de mayor importancia industrial y comercial a escalainternacional
(Haard y col., 2000, Montes y Magaña, 2002). Casi la mitad de las enzimas
industriales son proteasas y se utilizan en los detergentes, en procesos de
ablandamiento de pieles, en la manufactura de quesos, industria vinícola y
fabricación de sedas; a la vez tienen aplicaciones muy importantes en el área
médica como la producción de fármacos anti-inflamatorios, disolución decoágulos sanguíneos, inhibición de la transcripción (como el Zidovudine que
actúa como inhibidor de la transcriptasa reversa en el HIV) y activación de
hormonas entre otras (Haard y col., 2000, Copeland, 2000, Klomklao y col.,
2005, Saeki y col., 2007).
Clasificación de Enzimas Proteasas Digestivas
En 1960, Hartley sugirió que era conveniente dividir a las enzimas
proteolíticas o proteasas, conbase en su mecanismo de acción, en 4 grupos: a)
Serina-proteasas; b) Aspártico-proteasas c) Sulfhidril-proteasas, también
llamadas tiol proteasas o cisteína proteasas y d) Metalo-proteasas. Para este
estudio nos enfocaremos solamente al grupo de las serina-proteasas al cual
pertenece la enzima tripsina (Whitaker, 2000).

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Serina-Proteasas
Este grupo de enzimas proteasas se caracterizapor tener un residuo
serina muy reactivo en su sitio activo. Todas ellas son endoproteasas y además
del residuo serina, también intervienen un residuo histidina y un residuo ácido
aspártico en el proceso catalítico, formando la llamada triada catalítica,
característica de esta familia de enzimas. Del sistema digestivo de animales
marinos se han aislado y caracterizado tres enzimasserina-proteasas: tripsina,
quimotripsina y elastasa. Estas enzimas tienen estructuras similares y
comparten esencialmente la misma secuencia de aminoácidos alrededor de la
triada catalítica formada por histidina 57, serina 195 y aspártico 102. Todas las
proteasas pertenecientes a esta subclase tienen en común los primeros 3
dígitos del código asignada por la CE: 3.4.21, e individualmente lescorresponden los siguientes códigos: tripsina 3.4.21.4, quimotripsina 3.4.21.1 y
elastasa 3.4.21.11 (Whitaker, 2000).
Aunque todas las serina-proteasas presentan el mismo mecanismo de
acción catalítico, su especificidad por el sustrato es muy diferente. La
quimotripsina tiene especificidad para hidrolizar el enlace peptídico por el lado
carboxilo de los aminoácidos aromáticos fenilalanina, tirosina ytriptófano. La
tripsina muestra su especificidad para romper el enlace peptídico por el lado del
grupo carboxilo de los aminoácidos con cadenas laterales voluminosas y con
carga positiva, como lisina y arginina. La elastasa rompe específicamente el
enlace peptídico por el lado carboxilo de aminoácidos pequeños e hidrofóbicos
como alanina y valina (Whitaker, 2000).
La razón de estasdiferencias tan marcadas en especificidad radica en
las diferencias estructurales en las cavidades donde se aloja el sustrato junto al
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sitio activo de la enzima. En la quimotripsina y la tripsina, la cavidad junto al sitio
activo es muy abierta debido a que está entre dos residuos de glicina (glicina
216 y 226), de tal forma que se pueden alojar cadenas laterales de aminoácidos
grandes. Ladiferencia entre estas dos enzimas es que en la quimotripsina en el
fondo de la cavidad se encuentra el residuo serina 198 mientras que en la
tripsina se encuentra el residuo aspártico 189; entonces la cavidad de la
quimotripsina no tiene cargas y permite el alojamiento de cadenas laterales de
aminoácidos grandes pero sin carga como fenilalanina, tirosina, triptófano y
leucina; mientras que en...