La β-glucosidasa ( EC 3.2.1.21; nombre sistemático β- D -glucósido glucohidrolasa ) es una enzima que cataliza la siguiente reacción: [2]
La β-glucosidasa está compuesta por dos cadenas polipeptídicas. [3] Cada cadena está formada por 438 aminoácidos y constituye una subunidad de la enzima. [4] Cada una de estas subunidades contiene un sitio activo. El sitio activo tiene tres componentes potenciales: la cavidad, la hendidura y el túnel. [5] La estructura de cavidad es beneficiosa para el reconocimiento de monosacáridos como la glucosa. La hendidura permite la unión de azúcares para formar polisacáridos. El túnel permite que la enzima se adhiera al polisacárido y luego libere el producto mientras todavía está unida al azúcar. [5]
La función de la enzima es realizar la hidrólisis de varios glicósidos y oligosacáridos. El oligosacárido más importante con el que reacciona la β-glucosidasa es la celulosa. La celulosa es un polímero compuesto de residuos de glucosilo unidos por enlaces β-1,4. Las β-glucosidasas, celulasas ( endoglucanasas ) y celobiosidasas ( exoglucanasas ) son necesarias para que varios organismos la consuman. Estas enzimas son herramientas poderosas para la degradación de las paredes celulares de las plantas por patógenos y otros organismos que consumen biomasa vegetal. Las β-glucosidasas son esenciales para que muchos organismos digieran una variedad de nutrientes. Esta enzima completa la reacción de doble desplazamiento, lo que significa que la enzima cambia a una forma intermedia cuando el primer sustrato ingresa al sitio activo, luego libera el producto antes de que se una otro sustrato y vuelve a su forma original al final de la reacción. [6] En el caso de la β-glucosidasa, en el sitio activo intervienen dos residuos de carboxilato de glucósidos, celobiosa, celotriosa y celotetraosa. El objetivo de la reacción es eliminar los residuos del disacárido celobiosa para producir glucosa durante la hidrólisis de la biomasa. [7] Dependiendo de con qué reaccione la enzima, el producto final serán una o dos moléculas de glucosa.
Los seres humanos no pueden digerir la celulosa de las células vegetales. Esto se debe a que la enzima no está presente en el estómago humano, ya que el pH óptimo es 5,6, mientras que el pH del estómago humano es ácido (entre 1,5 y 3,5). [8] Sin embargo, los seres humanos sí necesitan β-glucosidasa, β-glucosidasa lisosomal, ya que desempeña un papel importante en la degradación de los glicoesfingolípidos. La enzima descompone la glucosilceramida en ceramida y glucosa. [9] Si se produce una acumulación, esto provocará la enfermedad de Gaucher . La acumulación de sustancias grasas puede provocar debilitamiento de los huesos, daño hepático y agrandamiento y deterioro de la función del bazo. [10]
Los tiburones cabeza de pala se encuentran en aguas tropicales y subtropicales que viven en estuarios con fondos fangosos o arenosos, ricos en pastos marinos . Alguna vez se pensó que eran únicamente carnívoros. Se sabía que el tiburón cabeza de pala consumía pastos marinos, pero se lo consideraba incidental y se lo descartaba porque no ayudaba al tiburón. [11] Sin embargo, estudios recientes del intestino posterior del tiburón han descubierto que tiene un alto nivel de actividad de β-glucosidasa. [12] Durante el proceso digestivo del tiburón cabeza de pala, el estómago ácido debilita las paredes celulares de los pastos marinos y permite que la β-glucosidasa ingrese a la célula y digiera la celulosa. El nivel de actividad está a la par con la anguila cara de mono . La anguila cara de mono es un herbívoro, lo que significa que el tiburón cabeza de pala puede realizar la misma actividad digestiva que un herbívoro. Por lo tanto, el tiburón cabeza de pala ahora se clasifica como omnívoro.
El cangrejo rojo de la Isla de Navidad es una especie de cangrejo que se encuentra únicamente en la Isla de Navidad del Océano Índico. Los cangrejos terrestres como estos poseen múltiples variedades de β-glucosidasa, ya que son herbívoros terrestres. En el caso del cangrejo rojo de la Isla de Navidad, la β-glucosidasa no solo produce glucosa, sino que también elimina la celobiosa. [13] Esto es importante ya que la celobiosa es un inhibidor de varias enzimas, incluidas la endo-β-1,4-glucanasa y la celobiohidrolasa. La β-glucosidasa también es capaz de hidrólisis en pequeños oligómeros que son producidos por otras enzimas sin la ayuda de una enzima intermediaria. [13] Esto, a su vez, hace que la β-glucosidasa sea una enzima muy eficiente no solo en el tracto digestivo del cangrejo rojo de la Isla de Navidad, sino también en otros crustáceos.
Los sinónimos, derivados y enzimas relacionadas incluyen gentiobiasa , celobiasa , emulsina , [14] elaterasa , aril-β-glucosidasa , β- D -glucosidasa , β-glucósido glucohidrolasa , arbutinasa , amigdalinasa , p- nitrofenil β-glucosidasa , primeverosidasa , amigdalasa , linamarasa , salicilinasa y β-1,6-glucosidasa .
