Κ-caseína , o kappa caseína , es una proteína de la leche de mamíferos involucrada en varios procesos fisiológicos importantes. En el intestino , la proteína ingerida se divide en un péptido insoluble (parakappa-caseína) y un glicopéptido hidrófilo soluble (caseinomacropéptido). El caseinomacropéptido es responsable de una mayor eficiencia de la digestión, la prevención de la hipersensibilidad del recién nacido a las proteínas ingeridas y la inhibición de los patógenos gástricos. [1] El gen humano de la kappa-caseína es CSN3 .
Las caseínas son una familia de fosfoproteínas ( αS1 , αS2 , β , κ) que representan casi el 80% de las proteínas de la leche bovina [3] y que forman agregados solubles se conocen como "micelas de caseína" en las que las moléculas de κ-caseína estabilizan la estructura. Hay varios modelos que dan cuenta de la conformación espacial de la caseína en las micelas. [4] Uno de ellos propone que el núcleo micelar está formado por varias submicellas, la periferia consiste en microvelosidades de κ-caseína [5] [6] Otro modelo sugiere que el núcleo está formado por fibrillas entrelazadas con caseína. [7] Finalmente, el modelo más reciente [8]propone un doble enlace entre las caseínas para que se produzca la gelificación. Los 3 modelos consideran las micelas como partículas coloidales formadas por agregados de caseína envueltos en moléculas de κ-caseína solubles. Las proteasas de la coagulación de la leche actúan sobre la porción soluble, κ-caseína, originando así un estado micelar inestable que da como resultado la formación de coágulos. [9]
La quimosina (EC 3.4.23.4) es una proteasa aspártica que hidroliza específicamente el enlace peptídico en Phe105-Met106 de la kappa-caseína y se considera la proteasa más eficaz para la industria quesera . [10] Sin embargo, existen proteasas de coagulación de la leche capaces de escindir otros enlaces peptídicos en la cadena de kappa-caseína, como la endotiapepsina producida por Endothia parasitica . [11] También hay varias proteasas de coagulación de la leche que, al ser capaces de escindir el enlace Phe105-Met106 en la molécula de κ-caseína, también escinden otros enlaces peptídicos en otras caseínas, como las producidas por Cynara cardunculus [6] [12 ] [13]o incluso quimosina bovina. [14] Esto permite la fabricación de diferentes quesos con una variedad de propiedades reológicas y organolépticas.
Cada paso sigue un patrón cinético diferente, siendo el paso limitante en la coagulación de la leche la tasa de degradación de la κ-caseína. El patrón cinético del segundo paso del proceso de coagulación de la leche está influenciado por la naturaleza cooperativa de la floculación micelar, [16] [13] mientras que las propiedades reológicas del gel formado dependen del tipo de acción de las proteasas, el tipo de leche, y los patrones de proteólisis de caseína. [13] El proceso general está influenciado por varios factores diferentes, como el pH o la temperatura. [12] [9]
La forma convencional de cuantificar una enzima coagulante de la leche determinada [17] emplea la leche como sustrato y determina el tiempo transcurrido antes de la aparición de los coágulos de leche. Sin embargo, la coagulación de la leche puede tener lugar sin la participación de enzimas debido a variaciones en factores fisicoquímicos, como pH bajo o temperatura alta. [6] [3] [9] En consecuencia, esto puede conducir a resultados confusos e irreproducibles, particularmente cuando las enzimas tienen baja actividad. Al mismo tiempo, el método clásico no es lo suficientemente específico, en términos de establecer el inicio preciso de la gelificación de la leche, de modo que la determinación de las unidades enzimáticas involucradas se vuelve difícil y poco clara. Además, aunque se ha informado que la hidrólisis de κ-caseína sigue a laCinética de Michaelis-Menten , [15] es difícil de determinar con el ensayo clásico de coagulación de la leche.
Para superar esto, se han propuesto varios métodos alternativos, como la determinación del diámetro del halo en leche gelificada con agar, [17] medición colorimétrica, [18] o la determinación de la tasa de degradación de la caseína previamente marcada con un marcador radiactivo [ 19] o un compuesto fluorocromo . [20] Todos estos métodos utilizan caseína como sustrato para cuantificar las actividades proteolíticas o de coagulación de la leche.