Las autolisinas son enzimas líticas endógenas que descomponen los componentes de peptidoglicano de las células biológicas , lo que permite la separación de las células hijas después de la división celular. [1] [2] [3] [4] [5] Están involucradas en el crecimiento celular, el metabolismo de la pared celular, la división y separación celular, así como en el recambio de peptidoglicano y tienen funciones similares a las lisozimas. [6]
La autolisina se forma a partir del gen precursor Atl. Las amidasas (EC 3.5.1.28), la gametolisina (EC 3.4.24.38) y la glucosaminidasa se consideran tipos de autolisinas. [4] [6]
Las autolisinas existen en todas las bacterias que contienen peptidoglicano y se consideran potencialmente enzimas letales cuando no se controlan. [7] Se dirigen a los enlaces glucosídicos, así como a los péptidos reticulados de la matriz de peptidoglicano. [8] La matriz de peptidoglicano funciona para la estabilidad de la pared celular para proteger de los cambios de turgencia y lleva a cabo la función de defensa inmunológica. [9] [10] Estas enzimas descomponen la matriz de peptidoglicano en pequeñas secciones para permitir la biosíntesis de peptidoglicano. [4] Las autolisinas descomponen el peptidoglicano antiguo, lo que permite la formación de peptidoglicano más nuevo para el crecimiento y elongación celular. Esto se llama recambio de la pared celular. [6] Las autolisinas hacen esto hidrolizando el enlace glucosídico β-(1,4) de la pared celular de peptidoglicano y el enlace entre los residuos de N-acetilmuramoilo y los residuos de L-aminoácidos de ciertos glucopéptidos de la pared celular. [4] Esta enzima cataliza la siguiente reacción química :
Esta glicoproteína está presente en los gametos de Chlamydomonas reinhardtii .
Las bacterias grampositivas regulan las autolisinas con moléculas de ácido teicoico unidas al tetrapéptido de la matriz del peptidoglicano.
Los antibióticos complestatina y corbomicina impiden que la autolisina remodele la pared celular al unirse al peptidoglicano, deteniendo así el crecimiento bacteriano. [11] Las uniones amida entre el péptido madre y la fracción lactil del residuo muramoilo son escindidas por las amidasas N-acetilmuramoil-l-alanina y participan en la separación celular y la disociación del tabique celular. [4] Hay 5 tipos de autolisinas que contribuyen a la separación celular de las células hijas, LytC, LytD, LytE y LytF. [6]
En un estudio realizado con ratones, aquellos que fueron inmunizados con autolisina lograron sobrevivir más tiempo que los ratones infectados. Este estudio pudo respaldar como evidencia la contribución de la autolisina a la virulencia y el potencial como antígeno de la vacuna. [12]
LytC y CwlC son dos amidasas de la familia LytC que hidrolizan el peptidoglicano de la pared celular madre para permitir la liberación de la endospora madura. CwlC se encuentra directamente en la pared celular madre. [6]
La expresión conjunta de los genes lytC, lytD y lytF conduce a la motilidad flagelar y está controlada por la actividad del factor sigma de quimiotaxis, σ D . La actividad de este factor sigma alcanza su pico máximo al comienzo de la fase estacionaria. [6]
Las autolisinas son producidas naturalmente por bacterias que contienen peptidoglicano, pero cantidades excesivas degradarán la matriz de peptidoglicano y harán que la célula explote debido a la presión osmótica . Estudios previos han encontrado que los subproductos de la autolisina durante la descomposición de la pared celular son altamente inmunogénicos. [12] Cuando se observaron en la bacteria Bacillus subtilis , se encontraron cantidades potencialmente letales de autolisina en las paredes celulares. [6] En Streptococcus pneumoniae se encontró que la N-acetilmuramoil-l-alanina amidasa, una autolisina de la pared celular, podría ayudar en la patogénesis debido a su capacidad para romper la pared o lisar una parte de los neumococos invasores y liberar toxinas potencialmente letales en la célula. Los investigadores estudiaron la función, la estructura y la capacidad de clonación a través de Escherichia coli y también determinaron su secuencia de nucleótidos. [12]
Tanto LytC como LytD se consideran dos autolisinas importantes que contribuyen al crecimiento de la pared celular vegetativa y representan el 95 % de la actividad autolítica en B. subtilis. LytC se encuentra en la pared celular. Se descubrió que LytB, una no autolisina, mejora la actividad de LytC. [6] LytC y LytA interactúan y funcionan juntas para la lisis y la muerte celular. [13]
CwlC se encuentra en la pared celular madre y funciona para la lisis de la pared celular madre. [6] CwlC no tiene una secuencia señal pero participa en la esporulación tardía y está presente en la pared celular. [14] [15] Se encontró en B. subtilis que CwlC es capaz de hidrolizar tanto las paredes celulares vegetativas como el peptidoglicano de las esporas. [14]
Esta familia de autolisinas está formada únicamente por LytD. La función de LytD es el crecimiento vegetativo. La actividad autolítica se encuentra en la región C-terminal con un dominio catalítico homólogo al dominio de la glucosaminidasa. LytD se encuentra en la pared celular. La actividad de LytD se estudió en B. subtilis y se encontró actividad de la glucosaminidasa en cadenas de glicano maduras debido a la presencia de MurNAc en los extremos no reductores. [6]
