La quimosina / k aɪ m ə s ɪ n / o renina / r ɛ n ɪ n / es una proteasa encuentra en cuajo . Es una endopeptidasa aspártica que pertenece a la familia MEROPS A1. Es producido por animales rumiantes recién nacidos en el revestimiento del abomaso para cuajar la leche que ingieren, permitiendo una residencia más prolongada en los intestinos y una mejor absorción. Es muy utilizado en la producción de queso . La quimosina bovina ahora se produce de forma recombinanteen E. coli , Aspergillus niger var awamori y K. lactis como recurso alternativo.
Quimosina | ||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Identificadores | ||||||||
CE no. | 3.4.23.4 | |||||||
No CAS. | 9001-98-3 | |||||||
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 | |||||||
Ontología de genes | AmiGO / QuickGO | |||||||
|
Ocurrencia
La quimosina se encuentra en una amplia gama de tetrápodos , [2] aunque es más conocido por ser producida por animales rumiantes en el revestimiento del abomaso . La quimosina es producida por las células principales gástricas de los mamíferos recién nacidos [3] para cuajar la leche que ingieren, lo que permite una residencia más prolongada en los intestinos y una mejor absorción. Las especies no rumiantes que producen quimosina incluyen cerdos, gatos, focas [4] y pollitos . [2]
Un estudio informó el hallazgo de una enzima similar a la quimosina en algunos bebés humanos, [5] pero otros no lograron replicar este hallazgo. [6] Los seres humanos tienen un pseudogén de quimosina que no genera una proteína, que se encuentra en el cromosoma 1 . [4] [7] Los seres humanos tienen otras proteínas para digerir la leche, como la pepsina y la lipasa . [8] : 262
Además del linaje de primates que condujo a los humanos, algunos otros mamíferos también han perdido el gen de la quimosina. [2]
Reacción enzimática
La quimosina se utiliza para provocar una gran precipitación y la formación de cuajada en la fabricación de queso . El sustrato nativo de la quimosina es K-caseína, que se escinde específicamente en el enlace peptídico entre los residuos de aminoácidos 105 y 106, fenilalanina y metionina . [9] El producto resultante es fosfocaseinato de calcio . [ cita requerida ] Cuando se rompe el enlace específico entre los grupos hidrofóbico (para-caseína) e hidrofílico ( glicopéptido ácido ) de la caseína , los grupos hidrofóbicos se unen y forman una red 3D que atrapa la fase acuosa de la leche.
Las interacciones de carga entre las histidinas en la kappa-caseína y los glutamatos y aspartatos de la quimosina inician la unión de la enzima al sustrato. [9] Cuando la quimosina no se une al sustrato, una horquilla beta, a veces denominada "aleta", puede unirse por hidrógeno al sitio activo, cubriéndolo y no permitiendo una mayor unión del sustrato. [1]
Ejemplos de
A continuación se enumeran el gen Cym de rumiantes y el pseudogén humano correspondiente:
|
|
Quimosina recombinante
Debido a las imperfecciones y la escasez de cuajos microbianos y animales, los productores buscaron reemplazos. Con el desarrollo de la ingeniería genética, fue posible extraer genes productores de cuajo del estómago de los animales e insertarlos en ciertas bacterias , hongos o levaduras para que produzcan quimosina durante la fermentación. [11] [12] El microorganismo modificado genéticamente se mata después de la fermentación y la quimosina se aísla del caldo de fermentación, de modo que la quimosina producida por fermentación (FPC) utilizada por los productores de queso no contiene ningún componente o ingrediente GM. [13] FPC contiene la quimosina idéntica a la fuente animal, pero se produce de una manera más eficiente. Los productos FPC han estado en el mercado desde 1990 y se consideran la enzima ideal para la coagulación de la leche. [14]
FPC fue la primera enzima producida artificialmente registrada y permitida por la Administración de Drogas y Alimentos de EE. UU . En 1999, aproximadamente el 60% del queso duro de EE. UU. Se elaboraba con FPC [15] y tiene hasta el 80% de la cuota de mercado mundial del cuajo. [dieciséis]
Para 2008, aproximadamente del 80% al 90% de los quesos fabricados comercialmente en los EE. UU. Y Gran Bretaña se elaboraban con FPC. [13] La quimosina producida por fermentación más utilizada se produce utilizando el hongo Aspergillus niger o utilizando Kluyveromyces lactis .
FPC contiene solo quimosina B, [17] logrando un mayor grado de pureza en comparación con el cuajo animal. El FPC puede ofrecer varios beneficios al productor de queso en comparación con el cuajo animal o microbiano, como un mayor rendimiento de producción, mejor textura de cuajada y menor amargor. [14]
Referencias
- ^ a b PDB : 1CZI ; Groves MR, Dhanaraj V, Badasso M, Nugent P, Pitts JE, Hoover DJ, Blundell TL (octubre de 1998). "Una estructura de resolución 2.3 A de quimosina complejada con un inhibidor de enlace reducido muestra que el colgajo de horquilla beta del sitio activo se reordena en comparación con la estructura cristalina nativa" (PDF) . Ingeniería de proteínas . 11 (10): 833–40. doi : 10.1093 / protein / 11.10.833 . PMID 9862200 .
- ^ a b c Lopes-Marques M, Ruivo R, Fonseca E, Teixeira A, Castro LF (noviembre de 2017). "La pérdida inusual de quimosina en linajes de mamíferos es paralela a las estrategias de transferencia inmune neonatal". Filogenética molecular y evolución . 116 : 78–86. doi : 10.1016 / j.ympev.2017.08.014 . PMID 28851538 .
- ^ Kitamura N, Tanimoto A, Hondo E, Andrén A, Cottrell DF, Sasaki M, Yamada J (agosto de 2001). "Estudio inmunohistoquímico de la ontogenia de las células productoras de proquimosina y pepsinógeno en el abomaso de ovejas". Anatomia, Histologia, Embriologia . 30 (4): 231–5. doi : 10.1046 / j.1439-0264.2001.00326.x . PMID 11534329 . S2CID 7552821 .
- ^ a b Personal, base de datos de herencia mendeliana en línea en el hombre (OMIM). Última actualización 21 de febrero de 1997 pseudogén de quimosina; Proquimosina CYMP, incluida, en el OMIM
- ^ Henschel MJ, Newport MJ, Parmar V (1987). "Proteasas gástricas en el lactante humano". Biología del recién nacido . 52 (5): 268–72. doi : 10.1159 / 000242719 . PMID 3118972 .
- ^ Szecsi PB, Harboe M (2013). "Capítulo 5: Quimosina" . En Rawlings ND, Salvesen G (eds.). Manual de enzimas proteolíticas . 1 . págs. 37–42. doi : 10.1016 / B978-0-12-382219-2.00005-3 .
- ^ Fox PF (28 de febrero de 1999). Queso: Química, Física y Microbiología . ISBN 9780834213388.
- ^ Sanderson IR, Walker WA (1999). Desarrollo del tracto gastrointestinal . Hamilton, Ontario: BC Decker. ISBN 978-1-55009-081-9.
- ^ a b Gilliland GL, Oliva MT, Dill J (1991). "Implicaciones funcionales de la estructura tridimensional de la quimosina bovina". Avances en Medicina y Biología Experimental . 306 : 23–37. doi : 10.1007 / 978-1-4684-6012-4_3 . ISBN 978-1-4684-6014-8. PMID 1812710 .
- ^ PDB : 4CMS ; Newman M, Safro M, Frazao C, Khan G, Zdanov A, Tickle IJ, et al. (Octubre de 1991). "Análisis de rayos X de las proteinasas aspárticas. IV. Estructura y refinamiento a 2.2 Una resolución de quimosina bovina". Revista de Biología Molecular . 221 (4): 1295–309. doi : 10.1016 / 0022-2836 (91) 90934-X . PMID 1942052 .
- ^ Emtage JS, Angal S, Doel MT, Harris TJ, Jenkins B, Lilley G, Lowe PA (junio de 1983). "Síntesis de proquimosina de ternera (prorenina) en Escherichia coli" . Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América . 80 (12): 3671–5. Código Bibliográfico : 1983PNAS ... 80.3671E . doi : 10.1073 / pnas.80.12.3671 . PMC 394112 . PMID 6304731 .
- ^ Harris TJ, Lowe PA, Lyons A, Thomas PG, Eaton MA, Millican TA, et al. (Abril de 1982). "Clonación molecular y secuencia de nucleótidos del ADNc que codifica preproquimosina de ternera" . Investigación de ácidos nucleicos . 10 (7): 2177–87. doi : 10.1093 / nar / 10.7.2177 . PMC 320601 . PMID 6283469 .
- ^ a b "Quimosina" . Brújula de OMG. Archivado desde el original el 26 de marzo de 2015 . Consultado el 3 de marzo de 2011 .
- ^ a b Licenciado en Derecho (2010). Tecnología de elaboración de queso . Reino Unido: Wiley-Blackwell. págs. 100–101. ISBN 978-1-4051-8298-0.
- ^ "Biotecnología alimentaria en los Estados Unidos: ciencia, regulación y problemas" . Departamento de Estado de EE. UU . Consultado el 14 de agosto de 2006 .
- ^ Johnson ME, Lucey JA (abril de 2006). "Grandes avances tecnológicos y tendencias en el queso" . Revista de ciencia láctea . 89 (4): 1174–8. doi : 10.3168 / jds.S0022-0302 (06) 72186-5 . PMID 16537950 .
- ^ Las quimosinas A y B bovinas se diferencian por un residuo de aminoácido. Esta es probablemente una variante aléica, según Uniprot: P00794. Las dos isoformas tienen idéntica actividad catalítica, por lo que cualquier mejora en el producto se debe a la eliminación de otras impurezas.
Otras lecturas
- Foltmann B (1966). "Una revisión sobre prorenina y renina". Comptes-Rendus des Travaux du Laboratoire Carlsberg . 35 (8): 143–231. PMID 5330666 .
- Visser S, Slangen CJ, van Rooijen PJ (junio de 1987). "Sustratos de péptidos para quimosina (renina). Sitios de interacción en secuencias relacionadas con kappa-caseína ubicadas fuera de la región del hexapéptido (103-108) que encaja en la hendidura del sitio activo de la enzima" . La revista bioquímica . 244 (3): 553–8. doi : 10.1042 / bj2440553 . PMC 1148031 . PMID 3128264 .
enlaces externos
- La base de datos en línea MEROPS para peptidasas y sus inhibidores: A01.006