beta- galactosidasa

Adelante	2720
HUGO	4298
OMIM	611458
UniProt	P16278
RefSeq ( ARNm )	NM_000404.3 , NM_001079811.2 , NM_001135602.2 , NM_001317040.1
RefSeq ( proteína )	NP_000395.2 , NP_001073279.1 , NP_001129074.1 , NP_001303969.1
Juntos	ENSG00000170266
PDB	3THC , 3THD , 3WEZ , 3WF0 , 3WF1 , 3WF2 , 3WF3 , 3WF4
GENATLAS • GeneTests • GoPubmed • HCOP • H-InvDB • Treefam • Vega

β-galactosidasa Llave de datos

EC No.	EC 3.2.1.23
número CAS	9031-11-2

Actividad enzimatica

IUBMB	Entrada IUBMB
IntEnz	Vista IntEnz
BRENDA	Entrada BRENDA
KEGG	Entrada KEGG
MetaCyc	Camino metabólico
PRIAM	Perfil
PDB	RCSB PDB PDBe PDBj PDBsum
IR	AmiGO / EGO

La β-galactosidasa , a veces abreviada como beta-gal o β-gal es una hidrolasa cuya función es hidrolizar los β-galactósidos en un atrevimiento simple. Sus sustratos preferidos pueden ser el gangliósido GM1 , lactosilceramidas , lactosa , así como varias glicoproteínas . Es un homotetrámero formado por cuatro subunidades similares de 116 kDa cada una.

Interviene en el metabolismo de la galactosa y esfingolípidos , así como en la biosíntesis de glucoesfingolípidos .

Su ausencia (o presencia débil) en el intestino es la principal causa de la incapacidad para digerir la lactosa en el ser humano : hablamos de intolerancia a la lactosa . Genéticamente, una deficiencia en el gen GLB1 causa mucopolisacaridosis tipo IV (MPS4), galactosialidosis o gangliosidosis GM1.

Estructura

La primera β-galactosidasa que se ha secuenciado es la de E. coli , en 1970. Consta de 1024 residuos de aminoácidos . La proteína está formada por cuatro cadenas y tiene una masa molecular de 464 kDa . Cada unidad tiene cinco dominios , y el tercero tiene el sitio activo . Esta enzima se puede separar en dos péptidos, LacZα y LacZΩ, ninguna de sus unidades puede ser activa por sí misma. Esta característica se utiliza en muchos vectores de clonación para completar la α-complementación de las cadenas artificiales específicas de Escherichia coli , el péptido más corto (LacZα) está codificado por el plásmido, mientras que el péptido más largo (LacZΩ) está codificado en trans por el cromosoma bacteriano. . Cuando los fragmentos de ADN se insertan en el vector y se interrumpe la producción de LacZα, la célula ya no tiene actividad de β-galactosidasa. Esto da como resultado la presencia de dos tipos de recombinantes: los que pueden degradar la lactosa y los que no.

En 1995, Dimri et al. proponen una nueva isoforma de β-galactosidasa que posee una actividad máxima a pH 6,0 que solo se expresaría durante la senescencia (el cese irreversible del crecimiento celular). Incluso se ha desarrollado un protocolo de medición específico. Hoy sabemos que esto corresponde a una acumulación de β-galactosidasa lisosomal endógena y su expresión no es útil para la senescencia. A pesar de todo, esta enzima sigue siendo un biomarcador de elección para la fase de senescencia de las células debido a su facilidad de detección.

Mecanismo de acción

El sitio activo de la β-galactosidasa cataliza la hidrólisis de su sustrato mediante enlaces tanto "superficiales" como "profundos". Los iones K + así como los iones Mg ++ son necesarios para obtener una acción óptima de la enzima. La unión covalente al sustrato se realiza a través del grupo carboxilo terminal de la cadena lateral de un ácido glutámico .

En E. coli , se pensó que el aminoácido Glu 461 estaba involucrado en esta reacción de sustitución. Ahora sabemos que este aminoácido es en realidad un catalizador ácido y que es más bien Glu 537 que es el intermedio covalente.

En los seres humanos , el polo nucleofílico de hidrólisis es Glu 268 .

Beta-galactosidasa asociada con senescencia

La beta-galactosidasa asociada con la senescencia (SA-β-gal o β -galactosidasa asociada a la senescencia ) es una enzima similar a la hidrolasa que cataliza la hidrólisis de los β-galactósidos monosacáridos solo en células senescentes. La beta-galactosidasa asociada a la senescencia, junto con p16 Ink4A , se considera un biomarcador de senescencia celular.

Su existencia se propuso en 1995 tras la observación de que cuando se realizaban ensayos de beta-galactosidasa a pH 6, sólo las células en estado de senescencia desarrollan tinción. Se ha propuesto una prueba citoquímica basada en la producción de un precipitado teñido de azul que resulta de la escisión del sustrato cromogénico X-Gal, que se tiñe de azul cuando es escindido por galactosidasa. Desde entonces, se han desarrollado ensayos cuantitativos aún más específicos para su detección a pH 6,0. Hoy en día, este fenómeno se explica por la sobreexpresión y acumulación de beta-galactosidasa lisosomal endógena específicamente en células senescentes. Su expresión no es necesaria para la senescencia. Sin embargo, sigue siendo el biomarcador más utilizado para células senescentes y envejecidas, ya que es fácil de detectar y fiable tanto in situ como in vitro .

Aplicación en bacteriología

Esta enzima se busca en las galerías de identificación bacteriana: en ausencia de degradación de lactosa , uno se pregunta por la presencia de esta enzima y por la presencia de una porina , una proteína de membrana que transporta moléculas.

El isopropil β-D-1-tiogalactopiranósido o IPTG tiene la capacidad de unirse e inhibir el represor lac, induciendo así la transcripción del gen que codifica la β-galactosidasa .

La Β-galactosidasa sirve como control de transformación en una placa de Petri para células bacterianas que han integrado un plásmido que contiene el gen Lac Z que codifica la β-galactosidasa.

Cultivando las células en un medio que contiene X-ga l (sustrato incoloro) es posible seleccionar las bacterias que han integrado el plásmido que contiene Lac Z. De hecho, aquellas que han integrado Lac Z codifican β-galactosidasa que escindirá la X- gal, el X-gal escindido se volverá azul. Las bacterias que no han integrado Lac-Z no expresarán β-galactosidasa y permanecerán blancas porque la X-gal no se escinde.

Notas y referencias

Los valores de la masa y el número de residuos indicados aquí son los de la proteína precursora resultante de la traducción del gen , antes de las modificaciones post-traduccionales , y pueden diferir significativamente de los valores correspondientes para el proteína funcional.
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