Caracterización cinética del mecanismo catalítico de la enzima beta-glucosidasa de almendra

CARACTERIZACIÓN CINÉTICA DEL MECANISMO CATALÍTICO DE LA ENZIMA β-GLUCOSIDASA DE ALMENDRA
Belén Cantó Martorell*, Guillermo Mejías Martínez, Ramón Ramos Borao
Metodología y Experimentación Bioquímica II, Departamento de Bioquímica y Biología I de la Universidad Complutense de Madrid, José Antonio Novais, 2. Ciudad Universitaria 28040 ,

Madrid, España. 13/04/2010

Resumen:
Con el objetivode proponer la caracterización cinética del mecanismo catalítico de la βglucosidasa de almendra, se estudió, mediante la realización de distintos ensayos enzimáticos, el efecto producido por la temperatura, el pH, la modificación química y distintos inhibidores, así como la especificidad de sustrato. Se propuso un mecanismo ordenado secuencial Uni-Bi para la reacción de hidrólisis del pNPG conretención de la configuración del carbono anomérico en dos etapas. Esta enzima es inhibida de forma competitiva por D-glucono-1,5-lactona, como análogo de transición; y por glucosa, mediante inhibición por producto. El pH óptimo de catálisis se encuentra entre pH 4 y pH 5; y el rango de temperatura óptima abarca desde los 15 hasta los 50ºC, presentando la mayor actividad a 40ºC. Presenta la mayoreficacia catalítica al usar pNPG como sustrato, y la menor, para la celebiosa. Además se evidencia la existencia de residuos esenciales para la catálisis.
Palabras clave: β-glucosidasa, mecanismo, catálisis, cinética enzimática

(Carbohydrate Active Enzymes), más de 100 familias de glicósido hidrolasas. Las β-glucosidasas Las β-glucosidasas (β-D-glucósido glucohidrolasa, pertenecen a las familias 1y 3, que están formadas EC 3.2.1.21) son enzimas que catalizan la hidrólisis por enzimas que hidrolizan sus sustratos con del enlace O-β-D-glucosídico en el extremo terminal retención neta de la configuración del carbono no reductor de oligosacáridos de cadena corta, anomérico, de modo que estas enzimas llevan a cabo disacáridos y aril o alquil-β-D-glucósidos, liberando una reacciónestereoespecífica (Li et al.,2005) β-D-glucosa. La reacción inversa en la cual se mediante un mecanismo de doble desplazamiento. sintetiza el enlace glicosídico también pueden ser Algunas de las estructuras tridimensionales de estas catalizada por esta enzima si se encuentra en enzimas han sido descritas mediante cristalografía de condiciones forzadas. Esta reacción de síntesis puede rayos X (Morant et al.,2008) llevarse a cabo mediante dos vías. Se pueden Las β-glucosidasas están implicadas en distintas modificar las condiciones de reacción, como la funciones fisiológicas dependiendo del organismo concentración de sustrato o la actividad del agua, del que proceden y de la especificidad de sustrato de para que se produzca la hidrólisis inversa. Esto es la enzima (Bhatia, Mishra y Bisaria, 2002; Kumar,posible debido a que esta reacción tiene control Singh y Singh, 2008). En bacterias y hongos las βtermodinámico. La transglicosilación, en cambio glucosidasas se encuentran formando complejos tiene un control cinético y se produce cuando un multienzimáticos denominados celulasas que se donador glicosídico previamente formado es encargan de la degradación de la celulosa; Primero hidrolizado por laenzima formando el intermedio de actúan las enzimas endoglucanasa (EC 3.2.1.4) y reacción, para luego ser atrapado por un nucleófilo celobiohidrolasa (EC 3.2.1.9) sobre el polímero (distinto del agua) para formar el nuevo producto lineal de β-D-glucosa originando oligosacáridos de cadena corta y celobiosa y, a continuación, estos elongado. Estas enzimas se clasifican según su especificidadresiduos van a ser hidrolizados por la β-glucosidasa de sustrato, así como en las similitudes de secuencia formando glucosa, siendo esta última etapa la etapa y plegamiento obteniéndose, según CAZY limitante del proceso global. En plantas estas enzimas tienen varias funciones:

1.Introducción

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Actúan como mecanismos de defensa química frente a patógenos y otras plagas...