Transglutaminase

As transglutaminases son encimas que na natureza catalizan principalmente a formación dun enlace isopeptídico entre o grupo γ-carboxamida ( -(C=O)NH2 ) da cadea lateral dun residuo de glutamina e o grupo ε-amino ( -NH2 ) da cadea lateral dun residuo de lisina coa conseguinte liberación de amoníaco ( NH3 ). Os residuos de lisina e glutamina deben estar unidos a un péptido ou proteína para que se poidan producir estes enlaces cruzados (entre moléculas separadas) ou enlaces intramoleculares (dentro da mesma molécula). Os enlaces formados polas transglutaminases mostran gran resistencia á degradación proteolítica. A reacción é
Gln-(C=O)NH2 + NH2-Lys → Gln-(C=O)NH-Lys + NH3
As transglutaminases poden tamén enlazar unha amina primaria ( RNH2 ) á cadea lateral do grupo carboxiamida dun residuo de glutamina dunha proteína/péptido, formando así un enlace isopeptídico
Gln-(C=O)NH2 + RNH2 → Gln-(C=O)NHR + NH3

Estes encimas poden tamén desamidar residuos de glutamina a residuos de ácido glutámico en presenza de auga
Gln-(C=O)NH2 + H2O → Gln-COOH + NH3
A transglutaminase illada da bacteria Streptomyces mobaraensis é un exemplo de encima independente do calcio. Ao contrario, as transglutaminases de mamíferos, entre outras, necesitan ións Ca2+ como cofactores.

As transglutaminases describíronse por primeira vez en 1959.  A actividade bioquímica exacta das transglutaminases descubriuse na proteína da coagulación do sangue factor XIII en 1968.

 Exemplos 

Caracterizárone nove transglutaminases en humanos, oito das cales catalizan reaccións de transamidación. Estas transglutaminases teñen unha organizoción en tres ou catro dominios, con dominios similares aos de inmunoglobulina que rodean o dominio catalitico central. O dominio central pertence á superfamilia da protease similar á papaína (clan CA) e usa unha tríade catalítica Cys-His-Asp. A proteína 4.2, tamén chamada banda 4.2, é un membro cataliticamente inactivo da familia da transglutaminase humana que ten unha substitución de Cys a Ala na tríade catalítica.

 Nome  Xene  Actividade  Cromosoma  OMIM Factor XIII (factor estabilizante da fibrina) cadea A  F13A1  coagulación do sangue  6p25-p24   Transglutaminase de queratinocito  TGM1  pel  14q11.2   Transglutaminase dos tecidos  TGM2  ubicua  20q11.2-q12   Transglutaminase epidérmica  TGM3  pel  20q12   Transglutaminase da próstata  TGM4  próstata  3p22-p21.33   TGM X  TGM5  pel  15q15.2   TGM Y  TGM6  nervios, SNC  20q11-15   TGM Z  TGM7  testículos, pulmóns  15q15.2   Proteína 4.2  EPB42  eritrocitos, medula ósea, bazo  15q15.2  

As transglutaminases bacterianas son proteínas dun só dominio cun núcleo central con pregamento similar. As transglutaminases atopadas nalgunas bacterias funcionan cunha díade Cys-Asp.

 Función biolóxica 
As transglutaminases forman grandes cantidades de enlaces cruzados, xeralmente creando polímeros de proteínas insolubles. Estes polímeros biolóxicos son indispensables para que un organismo cree barreiras e estruturas estables. Exemplos destes polímeros son os coágulos sanguíneos (factor XIII da coagulación), os da pel e pelo. A reacción catalítica considérase xeralmente irreversible, e debe ser estreitamente monitorizada por medio de fortes mecanismos de control.

 Papel en doenzas 
A deficiencia do factor XIII (unha condición xenética rara) predispón a hemorraxias. Pode usarse o encima concentrado para corrixir as anormalidades e reducir o risco de hemorraxia.

Atópanse anticorpos anti-transglutaminase na enfermidade celíaca e pode ter un papel nos danos no intestino delgado en resposta á gliadina da dieta que caracteriza esta condición. Na condición relacionada dermatite herpetiformis, na cal se atopan con frecuencia cambios no intestino delgado e que responde á exclusión da dieta de produtos de trigo que conteñen gliadina, a transglutaminase epidermica é o autoantíxeno predominante.

Investigacións recentes indican que os pacientes de enfermidades neurolóxicas como a enfermidade de Huntington e a de Parkinson poden ter raramente niveis altos dun tipo de transglutaminase, a transglutaminase dos tecidos. Hipotetízase que a transglutaminase dos tecidos pode estar implicada na formación de agregados de proteínas que causan a enfermidade de Huntington, aínda que moi probablemente isto non é necesario.

As mutacións na transglutaminase de queratinocito están implicadas na ictiose lamelar.

 Estudos estruturais 

A finais de 2007, resolvéranse 19 estruturas para esta clase de encimas, cos seguintes códigos de acceso de PDB: , , , , , , , , , , , , , , , , ,  e .

 Aplicacións industriais e culinarias 
miniatura|Tres pezas de carne de restaurante que se unen con "cola de carne" de transglutaminase. Déixase que actúe toda a noite e despois desenvólvese, córtase en porcións, cocíñase e sérvese.
miniatura|Tarrina de polo tratada con transglutaminase.

No procesamento da comida industrial, utilízase a transglutaminase para unir proteínas. Exemplos de alimentos feitos usando a transglutaminase son as imitacións de carne de cangrexo e as albóndegas de peixe. Prodúcese por medio da fermantación por Streptomyces mobaraensis en cantidades comerciais () ou extráese de sangue animal, e utilízase nunha variedade de procesos, incluíndo a produción de carne procesada e produtos de peixe.

A transglutaminase pode utilizarse como axente aglutinante para mellorar a textura de alimentos ricos en proteínas, como os surimi ou certos xamóns.

A "cola de carne" de trombina–fibrinóxeno de fontes bovinas o porcinas foi prohibida na Unión Europea como aditivo alimentario en 2010. Ao contrario, a transglutaminase segue sendo un aditivo permitido e non se obriga a declarar o seu uso, xa que se considera unha axuda ao procesamento e non un aditivo que siga presente no produto final.

 Gastronomía molecular 
A transglutaminase tamén se usa en gastronomía molecular para combinar novas texturas con sabores existentes. Ademais destes usos principais, a transglutaminase foi utilizada para crear algúns alimentos pouco comúns. O chef británico Heston Blumenthal tivo sona pola introdución da transglutaminase na cociña moderna.

Wylie Dufresne, chef do restaurande de vangarda de Nova York wd~50, foi iniciado no uso da transglutaminase por Blumenthal, e inventou unha "pasta" feita cun 95% de gambas grazas ao uso de transglutaminase.

 Sinónimos 
 proteína-glutamina gamma-glutamiltransferase (sistemático)
 fibrinoligase
 glutaminilpeptido gamma-glutamiltransferase
 proteína-glutamina:amina gamma-glutamiltransferase
 R-glutaminil-péptido:amina gamma-glutamil transferase

 Notas 

 Véxase tamén 
 Outros artigos 
 Bromelaína
 Ficaína
 Papaína
 Surimi

 Bibliografía 







 - A transglutaminase catalyzing an acyl transfer reaction of a Γ-carboxyamide group of a glutamine residue in a peptide or protein chain in the absence of Ca2+

Categoría:Transferases
Categoría:Aditivos alimentarios