Una endoglicosidasa es una enzima que libera oligosacáridos de glicoproteínas o glicolípidos . También puede escindir cadenas de polisacáridos entre residuos que no son el residuo terminal, aunque es más común la liberación de oligosacáridos a partir de proteínas conjugadas y moléculas de lípidos.
Rompe los enlaces glicosídicos entre dos monómeros de azúcar en el polímero . Es diferente de la exoglucosidasa que no lo hace en el residuo terminal. Por lo tanto, se usa para liberar carbohidratos largos de moléculas conjugadas. Si se usara una exoglucosidasa, todos los monómeros del polímero tendrían que eliminarse, uno por uno, de la cadena, lo que llevaría mucho tiempo. Una endoglicosidasa se escinde, dando un producto polimérico.
PROTEÍNA-x 1 -x 2 -x 3 -x 4 -x 5 -x 6 -x 7 -x 8 -x 9 -x 10 -x 11 -...- x n
Descripción general del mecanismo
Endoglicosidasa | Glucósido | Enlace hidrolizado [1] |
---|---|---|
D | ||
F | Glc-Nac | Glc // Nac |
F1 | ||
F2 | Glc-Nac | Glc // Nac |
H | diacetilquitobiosa | Nac // asparagina |
Nac: N-acetilglucosamina |
El mecanismo es una hidrólisis enzimática que requiere dos moléculas críticas; un donante de protones (probablemente un ácido) y un nucleófilo (probablemente una base). [2] El mecanismo de las endoglicosidasas tiene dos formas; una protonación catalizada por ácido del oxígeno glicosídico que produce retención estereoquímica en el carbono anomérico o una protonación catalizada por ácido del oxígeno glicosídico con un ataque concomitante de una molécula de agua activada por el residuo básico que produce una inversión estereoquímica. [2]
Ambos mecanismos exhiben la misma distancia entre el donante de protones y el oxígeno glicosídico, lo que sitúa al donante de protones lo suficientemente cerca del oxígeno glicosídico para formar puentes de hidrógeno. [2] Es la distancia entre el nucleófilo y el carbono anomérico donde los dos mecanismos comienzan a divergir. Debido a que el mecanismo de inversión debe acomodar suficiente espacio para la molécula de agua, el nucleófilo está situado más lejos del carbono anomérico. En el mecanismo de retención, esta distancia es de solo 5,5 -7 angstroms pero aumenta a 9-10 angstroms en el mecanismo de inversión. Además, se descubrió que el mecanismo de inversión procedía a través de un único mecanismo de desplazamiento que implicaba un estado de transición similar al ión oxocarbenio. Debido a la proximidad del mecanismo de retención entre los dos grupos carboxilo, pasa por un mecanismo de doble desplazamiento que produce un intermedio covalente de glicosil-enzima. [3] [4]
Una exoglucosidasa eliminaría cada monómero de carbohidrato (x) uno por uno desde el extremo, comenzando en x n , mientras que una endoglicosidasa puede cortar cualquier enlace glicosídico (-) y puede escindirse después de un 'oligosacárido de enlace' característico que une ciertos carbohidratos a ciertos proteínas.
Aplicaciones y usos potenciales
Se ha demostrado un gran potencial en el uso de enzimas endoglicosidasas que experimentan mutagénesis. Esta nueva enzima mutada, cuando se expone a los compuestos adecuados, experimentará una síntesis de oligosacáridos y no hidrolizará las cadenas de polímero recién formadas. [2] [4] Esta es una herramienta extremadamente útil, ya que los oligosacáridos tienen un gran potencial para su uso como terapéutica. Por ejemplo, globo H hexasaccharide indicará la transformación de células malignas relacionadas con el cáncer en la mama, la próstata y los ovarios. [5]
Las endoglicosidasas también tienen una aplicación potencial en la lucha contra enfermedades autoinmunes como la artritis y el lupus eritematoso sistémico. En 2008, un equipo de investigadores demostró que la inyección de endgoglucosidasa S "elimina de manera eficiente el dominio de azúcar asociado a IgG in vivo e interfiere con los procesos proinflamatorios mediados por autoanticuerpos en una variedad de modelos autoinmunes". [6] Claramente, la manipulación y mutación de esta enzima es muy prometedora para poder combatir una variedad de enfermedades en el cuerpo.
Ver también
Referencias
- ^ "PCEM2 Révisions Biochimie métabolique: Chapitre 13 - Les glycoprotéines" [Revisión de bioquímica metabólica de PCEM2: Capítulo 13 - Glicoproteínas] (en francés).
- ^ a b c d Davies, G; Henrissat, B (15 de septiembre de 1995). "Estructuras y mecanismos de glicosil hidrolasas". Estructura . 3 (9): 853–59. doi : 10.1016 / s0969-2126 (01) 00220-9 . PMID 8535779 .
- ^ Piszkiewicz, D; Bruice, TC (10 de abril de 1968). "Hidrólisis de glucósidos. II. Catálisis intramolecular de grupos carboxilo y acetamido en hidrólisis de 13-glucósidos". Revista de la Sociedad Química Estadounidense . 90 (8): 2156–63. doi : 10.1021 / ja01010a038 . PMID 5644189 .
- ^ a b Koshland, DE (noviembre de 1953). "Estereoquímica y mecanismo de reacciones enzimáticas". Sociedad filosófica de Cambridge: revisiones biológicas . 28 (4): 416–436. doi : 10.1111 / j.1469-185X.1953.tb01386.x . S2CID 86709302 .
- ^ Plante, O; Palmicci, E (2001). "Síntesis de oligosacáridos de Seeberger con triesteres de fosfato de glicosilo y ditiofosfato como agentes glicosilantes". Revista de la Sociedad Química Estadounidense . 123 (39): 9545–54. doi : 10.1021 / ja016227r . PMID 11572674 .
- ^ Albert, H; Collin, M; Dudziak, D (30 de septiembre de 2008). "La modulación enzimática in vivo de la glicosilación de IgG inhibe la enfermedad autoinmune de una manera dependiente de la subclase de IgG" . Actas de la Academia Nacional de Ciencias de EE . UU . 105 (39): 15005-15009. doi : 10.1073 / pnas.0808248105 . PMC 2567483 . PMID 18815375 .
Otras lecturas
- Noriko Takahashi, Takashi Muramatsu (16 de junio de 1992), Manual de endoglucosidasas y glucoamidasas , primera edición, CRC Press [1]ISBN 978-0849336188