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 beta - glucosa o polisacáridos y oligosacáridos más cortos . La descomposición de la celulosa tiene una importancia económica considerable, porque hace que un constituyente principal de las plantas esté disponible para el consumo y uso en reacciones químicas. La reacción específica involucrada es la hidrólisis de los enlaces glucosídicos 1,4-beta-D 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 fibras dietéticas como la celulosa por sí mismos. En muchos animales herbívoros, como los rumiantes , como el ganado bovino y ovino, y los fermentadores del intestino posterior, 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 módulos de unión a carbohidratos (CBM) ricos en cisteína novedosos putativos, enlazadores ricos en prolina/serina-(PS) además de dominios desconocidos y similares a Ig putativos en algunos miembros. La celulasa de Gonium pectorale constaba de dos CD separados por enlazadores y con un CBM C-terminal. [6]

Se conocen varios tipos diferentes de celulasas, que difieren estructural y mecánicamente. Los sinónimos, derivados y enzimas específicos asociados 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), carboximetil celulasa (CMCase), avicelasa, celludextrinase , celulasa A , celulosina AP , celulasa alcalina , celulasa A 3 , celulasa 9.5 y pancellase SS . Enzimas que escinden la ligninaocasionalmente se les ha llamado celulasas, pero este antiguo uso está en desuso; son enzimas modificadoras de la lignina .

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


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