Tres enzimas proteasas para la investigación de proteínas

Las proteínas son las biomoléculas más abundantes en las células después del agua, constituyendo el 50% del peso seco de la célula. Su importancia biológica reside en su versatilidad funcional y su estrecha relación con los ácidos nucleicos.

La proteómica, como se define a la rama de la ciencias biológicas que estudia a las proteínas, es en la actualidad una de las líneas de investigación prioritarias en la biología. Se denomina proteoma al conjunto de proteínas de una célula, tejido, órgano, en un estado de diferenciación y desarrollo y en condiciones ambientales determinadas. A diferencia del genoma, es dinámico, con cambios espacio-temporales a lo largo de su ciclo vital, y su estudio ha podido despegar y consolidarse gracias al afianzamiento de la espectrometría de masas como técnica aplicada al análisis de moléculas biológicas.

Las aplicaciones científicas y biotecnológicas de la proteómica son diversas. Siendo las más llamativas, desde un punto de vista práctico, la identificación de nuevos marcadores para el diagnóstico de enfermedades, el descubrimiento de nuevos fármacos, el diagnóstico molecular y el análisis de rutas de transducción de señales.

Las proteínas se clasifican principalmente en simples y conjugadas atendiendo a su composición. Según la forma tridimensional de su molécula se clasifican en fibrosas y globulares, las primeras generalmente insolubles en agua y con función estructural y las segundas suelen tener funciones de naturaleza dinámica como: catalíticas, de transporte, etc.

Las enzimas son proteínas mayormente globulares con actividad catalítica debido a su poder específico de activación e intervienen en todos los procesos metabólicos que no podrían llevarse a cabo sin su presencia. Dentro de la clasificación de las enzimas se encuentra el grupo de las hidrolasas y entre estas, según la literatura científica, las proteasas son el grupo de enzimas más estudiado para procesos bioindustriales.

La empresa distribuidora de reactivos para laboratorios, Wako Chemicals, cuenta en su catálogo con 3 de las enzimas proteasas más utilizadas en el terreno científico, y de ellas hablaremos a continuación:

Endoproteinase Asp-n

La enzima Endoproteinase Asp-nes una metaloproteasa obtenida a partir de una cepa mutante de Pseudomonas fragi. Escinde específicamente en el lado N-terminal de los residuos de ácidos aspártico (Asp) y cisteico (Cys). Después de la alquilación o reducción de Cys, solamente escinde en Asp. No obstante, algunos investigadores han encontrado que escinde los polipéptidos en los residuos de ácido glutámico (Glu).

El liofilizado de Endoproteinase Asp-n se presenta en viales de 2 µg con una pureza ≥90% (SDS-PAGE).

Endoproteinase Glu-C

La enzima Endoproteinase Glu-Ces una proteasa serina de la cepa V8 de Staphylococcus aureus. Muestra una especificidad hacia los enlaces peptídicos del lado C-terminal de los residuos de Asp y Glu en un buffer de fosfato (pH 7,8) y en buffer de bicarbonato de amonio (pH 7,8) y buffer de acetato de amonio (pH 4,0), escinde específicamente los residuos de Glu.

Endoproteinase Glu-c se presenta como liofilizado, libre de sal, en viales de 50 µg con una pureza ≥90% (SDS-PAGE).

Lysyl endopeptidase®

La enzima Lysyl endopeptidase es una proteasa alcalina obtenida de la bacteria Achromobacter lyticus. Escinde específicamente los enlaces peptídicos del lado C-terminal de los residuos de licina (Lys) y S-aminoetilcisteína. Es una valiosa herramienta para el análisis estructural y la secuenciación de proteínas, así como para la síntesis enzimática de enlaces Lys-X. Una característica adicional de Lysyl Endopeptidase® es la retención de su actividad completa después de una incubación de hasta 6 horas en urea 4M o en solución de SDS al 0,1% a 30ºC.

Lysyl endopeptidase® se presenta como liofilizado en viales de 2 y 10 AU (unidades amidasa).

La compañía Wako también pone a disposición de los investigadores el reactivo Lysyl endopeptidase para espectrometría de masas. Las proteínas se pueden identificar mediante análisis de espectrometría de masas de los péptidos producidos por digestión en gel, y se puede obtener más información con respecto a las modificaciones postraduccionales. Este producto liofilizado conserva suficiente actividad para la digestión en gel y se presenta en caja de 5 viales de 20 µg.

Las enzimas proteasas desempeñan un rol fundamental en los estudios proteómicos. No solo por su implicación en diversos procesos fisiológicos, sino además por las numerosas condiciones patológicas relacionadas con alteraciones en la función de la proteasa. La tripsina representa el patrón de oro en la proteómica para la digestión de proteínas, principalmente por su elevada eficiencia, específicidad y amplia disponibilidad a un coste relativamente razonable. Sin embargo, el uso de una sola proteasa hace que la identificación y secuenciación de proteínas sea muy restrictiva. Actualmente el repertorio de enzimas proteasas va creciendo lentamente y Wako Chemicalsdispone de 3 de las más usadas en los estudios proteómicos, advirtiendo siempre que sus reactivos son de uso exclusivo para la investigación.

Bibliografía:

1) Houmard, J. &. (1972). Staphylococcal Protease: A Proteolytic Enzyme Specific for Glutamoyl Bonds. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 69(12), 3506–3509.

2) Ingrosso, D., Fowler, A., Bleibaum, J., & Clarke, S. (1989). Specificity of endoproteinase Asp-N (Pseudomonas fragi): cleavage at glutamyl residues in two proteins. Biochem Biophys Res Commun, 162(3), 1528-34.

3 Masaki, T., Tanabe, M., Nakamura, K., & Soejima, M. (1981). Studies on a new proteolytic enzyme from A chromobacter lyticus M497-1. I. Purification and some enzymatic properties. Biochim Biophys Acta, 660(1), 44-50.

4) Moreno-Martínez, A. G., Ramírez-Olivas, R., Ezquerra-Brauer, J. M., Ocaño-Higuera, V. M., & Cárdenas-López, J. L. (2012). UNA REVISIÓN DE LAS ENZIMAS DE CALAMAR GIGANTE (Dosidicus gigas) CON ÉNFASIS EN LAS HIDROLASAS. Revista de Ciencias Biológicas y de la Salud, XIV(2), 18-25.

5) Tsiatsiani, L., & Heck, A. J. (2015). Proteomics beyond trypsin. FEBS Journal, 282, 2612–2626.

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