| Cisteína proteasa de la familia de la papaína | |||||||||
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 Papaína de Carica papaya | |||||||||
| Identificadores | |||||||||
| Símbolo | Peptidasa_C1 | ||||||||
| Pfam | PF00112 | ||||||||
| InterPro | IPR000668 | ||||||||
| PROSITE | PDOC00126 | ||||||||
| SCOP2 | 1aec / SCOPe / SUPFAM | ||||||||
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| papaína | |||||||||
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| Identificadores | |||||||||
| Número CE | 3.4.22.2 | ||||||||
| número CAS | 9001-73-4 | ||||||||
| Bases de datos | |||||||||
| IntEnz | Vista IntEnz | ||||||||
| BRENDA | Entrada BRENDA | ||||||||
| FÁCIL | NiceZyme vista | ||||||||
| KEGG | Entrada KEGG | ||||||||
| MetaCyc | camino metabólico | ||||||||
| PRIAM | perfil | ||||||||
| Estructuras PDB | RCSB PDB PDBe PDBsum | ||||||||
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La papaína , también conocida como papaya proteinasa I , es una enzima cisteína proteasa ( EC 3.4.22.2 ) presente en la papaya ( Carica papaya ) y la papaya de montaña ( Vasconcellea cundinamarcensis ).
Familia de la papaína [ editar ]
La papaína pertenece a una familia de proteínas relacionadas con una amplia variedad de actividades, que incluyen endopeptidasas , aminopeptidasas , dipeptidil peptidasas y enzimas con actividad tanto exopeptidasa como endopeptidasa. [1] Los miembros de la familia de la papaína están muy extendidos y se encuentran en baculovirus , [2] eubacterias, levaduras y prácticamente en todos los protozoos, plantas y mamíferos. [1] Las proteínas son típicamente lisosomales o secretadas y se requiere la escisión proteolítica del propéptido para la activación enzimática, aunque la bleomicina hidrolasa es citosólica en hongos y mamíferos. [3]Las cisteína proteinasas de tipo papaína se sintetizan esencialmente como proenzimas inactivas ( cimógenos ) con regiones propéptidas N -terminales. El proceso de activación de estas enzimas incluye la eliminación de regiones propéptidas, que cumplen una variedad de funciones in vivo e in vitro.. La pro-región es necesaria para el plegamiento adecuado de la enzima recién sintetizada, la inactivación del dominio de la peptidasa y la estabilización de la enzima contra la desnaturalización en condiciones de pH neutro a alcalino. Los residuos de aminoácidos dentro de la pro-región median su asociación con la membrana y juegan un papel en el transporte de la proenzima a los lisosomas. Entre las características más notables de los propéptidos está su capacidad para inhibir la actividad de sus enzimas afines y que ciertos propéptidos exhiben una alta selectividad para la inhibición de las peptidasas de las que se originan. [4]
Estructura [ editar ]
La proteína precursora de la papaína contiene 345 residuos de aminoácidos, [5] y consta de una secuencia señal (1-18), un propéptido (19-133) y el péptido maduro (134-345). Los números de aminoácidos se basan en el péptido maduro. La proteína se estabiliza mediante tres puentes disulfuro . Su estructura tridimensional consta de dos dominios estructurales distintos con una hendidura entre ellos. Esta hendidura contiene el sitio activo , que contiene una díada catalítica que se ha comparado con la tríada catalítica de quimotripsina.. La díada catalítica está formada por los aminoácidos cisteína-25 (del que obtiene su clasificación) e histidina-159. Se pensaba que el aspartato-158 desempeñaba un papel análogo al papel del aspartato en la tríada catalítica de serina proteasa , pero eso ha sido refutado desde entonces. [6]
Función [ editar ]
El mecanismo por el cual la papaína rompe los enlaces peptídicos implica el uso de una díada catalítica con una cisteína desprotonada. [7] Un Asn-175 cercano ayuda a orientar el anillo de imidazol de His-159 para permitirle desprotonar la Cys-25 catalítica. Esta cisteína luego realiza un ataque nucleofílico en el carbono carbonilo de una estructura peptídica. Esto forma un intermedio covalente de acil-enzima y libera el extremo amino del péptido. La enzima es desacilada por una molécula de agua y libera la porción carboxi terminal del péptido. En inmunología, se sabe que la papaína escinde la parte Fc (cristalizable) de las inmunoglobulinas (anticuerpos) de la parte Fab (unión al antígeno).
La papaína es una enzima relativamente resistente al calor, con un rango de temperatura óptimo de 60 a 70 ° C. [8]
La papaína prefiere escindirse después de una arginina o lisina precedida por una unidad hidrófoba ( Ala , Val , Leu , Ile , Phe , Trp , Tyr ) y no seguida de una valina . [9]
Usos [ editar ]
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La papaína descompone las fibras duras de la carne y se ha utilizado desde antes del contacto con los europeos para ablandar la carne consumida en su América del Sur natal. Los ablandadores de carne en polvo con papaína como componente activo se venden ampliamente.
La papaína se puede usar para disociar células en el primer paso de las preparaciones de cultivos celulares . Un tratamiento de diez minutos de pequeños trozos de tejido (menos de 1 mm 3 ) permitirá que la papaína comience a escindir las moléculas de la matriz extracelular que mantienen unidas las células. Después de diez minutos, el tejido debe tratarse con una solución inhibidora de proteasa para detener la acción de la proteasa. Si no se trata, la actividad de la papaína conducirá a la lisis completa de las células. Luego, el tejido debe triturarse (pasar rápidamente hacia arriba y hacia abajo a través de una pipeta Pasteur ) para romper los trozos de tejido en una suspensión de una sola célula .
También se utiliza como ingrediente en diversas preparaciones de desbridamiento enzimático , en particular Accuzyme. Se utilizan en el cuidado de algunas heridas crónicas para limpiar tejido muerto.
La papaína se agrega a algunas pastas de dientes y dulces de menta como blanqueador de dientes. Su efecto blanqueador es, sin embargo, mínimo porque la papaína está presente en concentraciones bajas y se diluye rápidamente con la saliva. Se necesitarían varios meses de uso para tener un efecto notable. [10]
La papaína es el ingrediente principal de Papacarie, un gel que se utiliza para la eliminación de caries dental quimiomecánica . No requiere perforación y no interfiere en la fuerza de unión de los materiales de restauración a la dentina . [11]
Se sabe que la papaína interfiere con los análisis de orina para detectar cannabinoides . [12] Se encuentra en algunos productos de desintoxicación de drogas.
Recientemente, se ha demostrado que la papaína se puede utilizar para ensamblar películas delgadas de titania utilizadas en células fotovoltaicas . [13]
La papaína también se ha utilizado para crear un modelo de enfermedad de disco degenerado para evaluar varios tipos de terapias inyectables. [14] [15]
Inmunoglobulinas [ editar ]
Un anticuerpo digerido por papaína produce tres fragmentos: dos fragmentos Fab de 50 kDa y un fragmento Fc de 50 kDa . El anticuerpo digerido con papaína es incapaz de promover la aglutinación , precipitación , opsonización y lisis ; sin embargo, el fragmento Fab aún puede unirse y neutralizar los antígenos apropiados, que se observan más comúnmente en el uso de preparaciones de anticuerpos de oveja contra la toxina crotálida , conocidas como CroFab y en Digibind , un fragmento de antisuero de oveja similar, utilizado para neutralizar el medicamento cardíaco digoxina en situaciones de sobredosis aguda.
Producción [ editar ]
La papaína generalmente se produce como un material crudo y seco al recolectar el látex de la fruta del árbol de papaya. El látex se recolecta después de marcar el cuello de la fruta, donde puede secarse sobre la fruta o gotear en un recipiente. A continuación, este látex se seca más. Ahora se clasifica como material crudo seco. Es necesario un paso de purificación para eliminar las sustancias contaminantes. Esta purificación consiste en la solubilización y extracción del sistema enzimático de papaína activa mediante un proceso registrado por el gobierno. Esta papaína purificada se puede suministrar en forma de polvo o líquido.
Restricciones estadounidenses sobre marketing [ editar ]
El 23 de septiembre de 2008, la Administración de Drogas y Alimentos de los EE. UU . (FDA) advirtió a las empresas que dejaran de comercializar soluciones salinas balanceadas oftálmicas y productos farmacéuticos tópicos que contienen papaína antes del 4 de noviembre de 2008. La FDA dijo: han sido comercializados sin aprobación ... ". [16] Según la declaración de la FDA sobre el tema, "Estos productos no aprobados han puesto en peligro la salud de los consumidores, desde informes de pérdida permanente de la visión con soluciones salinas balanceadas no aprobadas hasta una caída grave de la presión arterial y un aumento de la frecuencia cardíaca debido a la papaína tópica. productos ", dijo Janet Woodcock , directora del Centro de Evaluación e Investigación de Medicamentos .
Productos tópicos de papaína no aprobados [ editar ]
Los ungüentos de fármacos tópicos que contienen papaína se utilizan para eliminar tejido muerto o contaminado en lesiones agudas y crónicas, como úlceras diabéticas, úlceras por presión, úlceras varicosas y heridas traumáticas infectadas. Los nombres comerciales de estos productos incluyen Accuzyme, Allanfil, Allanzyme, Ethezyme, Gladase, Kovia, Panafil, Pap Urea y Ziox. Otros productos se comercializan bajo los nombres de los ingredientes activos, por ejemplo, ungüento de papaína-urea.
En 2008, la FDA anunció su intención de tomar medidas contra estos productos porque había recibido informes de eventos adversos graves en pacientes que usaban productos que contenían papaína. Los informes incluyeron reacciones de hipersensibilidad (alérgicas) que conducen a hipotensión (presión arterial baja) y taquicardia (frecuencia cardíaca rápida). Además, las personas alérgicas al látex también pueden ser alérgicas a la papaya, la fuente de la papaína, lo que implica que las personas con sensibilidad al látex pueden tener un mayor riesgo de sufrir una reacción adversa a un medicamento tópico con papaína.
La FDA recomendó que las personas con inquietudes sobre el uso de preparados tópicos de papaína se comuniquen con su proveedor de atención médica para suspender su uso.
Proteasas de cisteína humanas de la familia de la papaína [ editar ]
CTSB ; C TSC; CTSF ; CTSH ; CTSK ; CTSL1 ; CTSL2 ; CTSL3 ; CTSO ; CTSS ; CTSW ; CTSZ .
Ver también [ editar ]
- Bromelina
Referencias [ editar ]
- ↑ a b Rawlings ND, Barrett AJ (1994). "Familias de cisteína peptidasas" . Métodos en enzimología . 244 : 461–86. doi : 10.1016 / 0076-6879 (94) 44034-4 . PMC 7172846 . PMID 7845226 .
- ^ Rawlings ND, Barrett AJ (febrero de 1993). "Familias evolutivas de peptidasas" . La revista bioquímica . 290 (Parte 1): 205–18. doi : 10.1042 / bj2900205 . PMC 1132403 . PMID 8439290 .
- ^ Sebti SM, DeLeon JC, Lazo JS (julio de 1987). "Purificación, caracterización y composición de aminoácidos de la hidrolasa de bleomicina pulmonar de conejo". Bioquímica . 26 (14): 4213–9. doi : 10.1021 / bi00388a006 . PMID 3117099 .
- ^ Yamamoto Y, Kurata M, Watabe S, Murakami R, Takahashi SY (abril de 2002). "Inhibidores de proteinasas de cisteína novedosos homólogos a las prorregiones de proteinasas de cisteína". Ciencia actual de proteínas y péptidos . 3 (2): 231–8. doi : 10.2174 / 1389203024605331 . PMID 12188906 .
- ^ "UniProt P00784: precursor de papaína - Carica papaya (Papaya)" . UniProtKB.
- ^ Ménard R, Khouri HE, Plouffe C, Dupras R, Ripoll D, Vernet T, et al. (Julio de 1990). "Un estudio de ingeniería de proteínas del papel del aspartato 158 en el mecanismo catalítico de la papaína". Bioquímica . 29 (28): 6706-13. doi : 10.1021 / bi00480a021 . PMID 2397208 .
- ^ Shokhen M, Khazanov N, Albeck A (diciembre de 2009). "Desafiando un paradigma: cálculos teóricos del estado de protonación de la díada catalítica Cys25-His159 en papaína libre" . Las proteínas . 77 (4): 916–26. doi : 10.1002 / prot.22516 . PMC 2767454 . PMID 19688822 .
- ^ "Hoja de datos - Papaína" . Archivado desde el original el 15 de julio de 2014 . Consultado el 8 de agosto de 2010 .
- ^ "Papaína - enzimas proteolíticas selectivas" . Sigma-Aldrich . Consultado el 2 de agosto de 2020 .
- ^ Chakravarthy P, Acharya S (octubre de 2012). "Eficacia de la eliminación de manchas extrínsecas mediante un nuevo dentífrico que contiene extractos de papaína y bromelina" . Revista de jóvenes farmacéuticos . 4 (4): 245–9. doi : 10.4103 / 0975-1483.104368 . PMC 3573376 . PMID 23493413 .
- ^ Lopes MC, Mascarini RC, da Silva BM, Flório FM, Basting RT (2007). "Efecto de un gel a base de papaína para la eliminación de caries quimiomecánica sobre la fuerza de unión al cizallamiento de la dentina" . Revista de Odontología para Niños . 74 (2): 93–7. PMID 18477426 .
- ^ Burrows DL, Nicolaides A, Rice PJ, Dufforc M, Johnson DA, Ferslew KE (julio de 2005). "Papaína: un nuevo adulterante de la orina" . Revista de toxicología analítica . 29 (5): 275–95. doi : 10.1093 / jat / 29.5.275 . PMID 16105251 .
- ^ Bawazer LA, Ihli J, Levenstein MA, Jeuken LJ, Meldrum FC, McMillan DG (junio de 2018). "Síntesis biomimética controlada enzimáticamente de películas delgadas de híbridos de titania / proteína" (PDF) . Diario de Química de Materiales B . 6 (23): 3979–3988. doi : 10.1039 / C8TB00381E . PMID 32254326 .
- ^ Chan SC, Bürki A, Bonél HM, Benneker LM, Gantenbein-Ritter B (marzo de 2013). "Modelo de degeneración de disco in vitro inducida por papaína para el estudio de la terapia del núcleo pulposo inyectable". The Spine Journal . 13 (3): 273–83. doi : 10.1016 / j.spinee.2012.12.007 . PMID 23353003 .
- ^ Roberts S, Menage J, Sivan S, Urban JP (febrero de 2008). "Modelo de explante bovino de degeneración del disco intervertebral" . Trastornos musculoesqueléticos del BMC . 9 (1): 24. doi : 10.1186 / 1471-2474-9-24 . PMC 2266744 . PMID 18298830 .
- ↑ Shuren J (22 de septiembre de 2008). "Medicamentos tópicos que contienen papaína; Fechas de aplicación de la ley" (PDF) . Administración de Alimentos y Medicamentos de los Estados Unidos, Departamento de Salud y Servicios Humanos. Archivado desde el original (PDF) el 1 de marzo de 2017.
Enlaces externos [ editar ]
- La base de datos en línea MEROPS para peptidasas y sus inhibidores: C01.001
- Papaína en los títulos de materias médicas (MeSH) de la Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU .
- drugdigest - información sobre papin
- Aplicaciones, inhibidores y sustratos de papaína
- Ficha de datos-Papaína de BIOZYM
- Papaína en Proteopedia (wiki con más información específica sobre proteínas)
- Descripción general de toda la información estructural disponible en el PDB para UniProt : P00784 (Papaína) en el PDBe-KB .
