Celulasa


La celulasa es cualquiera de varias enzimas producidas principalmente por hongos , bacterias y protozoos que catalizan la celulólisis , la descomposición de la celulosa y de algunos polisacáridos relacionados . El nombre también se usa para cualquier mezcla o complejo natural de varias de estas enzimas, que actúan en serie o sinérgicamente para descomponer el material celulósico.

Las celulasas descomponen la molécula de celulosa en monosacáridos ("azúcares simples") como la beta- glucosa , o polisacáridos y oligosacáridos más cortos . La descomposición de la celulosa tiene una importancia económica considerable, porque hace que un componente importante de las plantas esté disponible para el consumo y uso en reacciones químicas. La reacción específica involucrada es la hidrólisis de los enlaces 1,4-beta-D- glucosídicos en celulosa, hemicelulosa , liquenina y beta-D-glucanos de cereales . Debido a que las moléculas de celulosa se unen fuertemente entre sí, la celulólisis es relativamente difícil en comparación con la descomposición de otros polisacáridos como el almidón.[2]

La mayoría de los mamíferos tienen una capacidad muy limitada para digerir las fibras dietéticas como la celulosa por sí mismos. En muchos animales herbívoros como los rumiantes como el ganado vacuno y ovino y en los fermentadores del intestino grueso como los caballos, las celulasas son producidas por bacterias simbióticas . Las celulasas endógenas son producidas por algunos tipos de animales metazoos, como algunas termitas , caracoles, [3] [4] [5] y lombrices de tierra .

Recientemente, también se han encontrado celulasas en microalgas verdes ( Chlamydomonas reinhardtii , Gonium pectorale y Volvox carteri ) y sus dominios catalíticos (CD) pertenecientes a la familia GH9 muestran la mayor homología de secuencia con las celulasas endógenas de metazoos. Las celulasas de algas son modulares y consisten en nuevos módulos de unión a carbohidratos ricos en cisteína putativos (CBM), enlazadores ricos en prolina / serina (PS) además de dominios supuestos similares a Ig y dominios desconocidos en algunos miembros. La celulasa de Gonium pectorale constaba de dos CD separados por conectores y con un CBM C-terminal. [6]

Se conocen varios tipos diferentes de celulasas, que se diferencian estructural y mecánicamente. Los sinónimos, derivados y enzimas específicas asociadas con el nombre "celulasa" incluyen endo-1,4-beta-D-glucanasa (beta-1,4-glucanasa, beta-1,4-endoglucano hidrolasa, endoglucanasa D, 1,4 - (1,3,1,4) -beta-D-glucano 4-glucanohidrolasa), carboximetilcelulasa (CMCasa), avicelasa, celludextrinasa , celulasa A , celulosina AP , celulasa alcalina , celulasa A 3 , celulasa 9.5 y pancelasa SS . Enzimas que escinden la ligninaocasionalmente se han llamado celulasas, pero este antiguo uso está desaprobado; son enzimas modificadoras de lignina .

La avicelasa tiene casi exclusivamente actividad exocelulasa, ya que el avicel es un sustrato muy microcristalino.


Representación de cinta del dominio catalítico beta-1,4-endoglucanasa de Streptomyces lividans: un ejemplo de la familia de las 12 glucósido hidrolasas [1]
Los tres tipos de reacción catalizada por celulasas: 1. Rotura de las interacciones no covalentes presentes en la estructura amorfa de la celulosa (endocelulasa) 2. Hidrólisis de los extremos de la cadena para romper el polímero en azúcares más pequeños (exocelulasa) 3. Hidrólisis de disacáridos y tetrasacáridos en glucosa (beta-glucosidasa).
Detalles mecanicistas [16] de la actividad beta-glucosidasa de la celulasa
Colorimétrico y sustratos de celulasa fluorimétricos se pueden utilizar en presencia de auxiliares de β-glucosidasa para la medición específica de endo actividad -cellulase