La enzima tanasa (EC 3.1.1.20) cataliza la siguiente reacción: [1]
Es una enzima clave en la degradación de galotaninos y elagitaninos, dos tipos de taninos hidrolizables. [2] Específicamente, la tanasa cataliza la hidrólisis de enlaces éster y depsido de taninos hidrolizables para liberar glucosa y ácido gálico o elágico. [3] [2]
La tanasa pertenece a la familia de las hidrolasas , específicamente aquellas que actúan sobre enlaces éster carboxílicos . El nombre sistemático es tanino acilhidrolasa . Otros nombres de uso común incluyen tanasa S y tanino acetilhidrolasa . [4]
Esta enzima tiene dos dominios conocidos y un sitio activo conocido . [3] La tanasa se puede encontrar en plantas, bacterias y hongos y tiene diferentes propósitos según el organismo en el que se encuentre. [2] La tanasa también tiene muchos propósitos para el uso humano. La producción de ácido gálico es importante en la industria farmacéutica, ya que es necesario para crear trimetoprima , un fármaco antibacteriano. [5] La tanasa también tiene muchas aplicaciones en la industria de alimentos y bebidas. Específicamente, se utiliza para hacer que los alimentos y las bebidas tengan mejor sabor, ya sea eliminando la turbidez de los jugos o vinos, o eliminando el sabor amargo de los taninos en algunos alimentos y bebidas, como el vino de bellota. [3] Además, debido a que la tanasa puede romper los enlaces éster de la glucosa con varios ácidos (chebulínico, gálico y hexahidrofénico), se puede utilizar en el proceso de maduración de la fruta. [6]
Además de catalizar la hidrólisis del enlace éster central entre los dos anillos aromáticos del digalato ( actividad depsidasa ), la tanasa también puede tener una actividad esterasa (hidrólisis de los grupos funcionales éster terminales que están unidos a solo uno de los dos anillos aromáticos). [4]
Digalato es la base conjugada del ácido digálico , [7] pero a menudo se utilizan como sinónimos. De manera similar, galato y ácido gálico se utilizan indistintamente. [8] Tanto el ácido digálico como el ácido gálico son ácidos orgánicos que se encuentran en los galotaninos y generalmente se esterifican a una molécula de glucosa. [2] En otras palabras, los taninos (que contienen digalato/ácido digálico) son el sustrato natural de la tanasa. Cuando los taninos, específicamente los galotaninos , son descompuestos por la tanasa a través de la hidrólisis de enlaces éster, se forman ácido gálico y glucosa . [2]
La estructura cristalina de la tanasa varía ligeramente según la cepa que se observe; en este caso, estamos viendo la cepa de tanasa SN35N producida en Lactobacillus plantarum . En promedio, su peso molecular está en el rango de 50-320 kDa. [3]
La tanasa de Lactobacillus plantarum tiene 489 residuos de aminoácidos y dos dominios. [5] Los dos dominios de la tanasa se denominan dominio α/β-hidrolasa y dominio de tapa. El dominio α/β-hidrolasa consta de los residuos 4-204 y 396-469, y está compuesto de dos láminas β de nueve cadenas rodeadas por cuatro hélices α en un lado y dos hélices α en el otro lado. Por el contrario, el dominio de tapa consta de los residuos 205-395 y está compuesto de siete hélices α y dos láminas β. [3]
Se conoce un sitio activo de la tanasa en la cepa SN35N. La estructura cristalina muestra que hay un túnel formado por dos dominios opuestos que pueden adaptarse a los diversos sustratos necesarios para que la tanasa se hidrolice. [3] Este sitio activo se denomina sitio activo Ser163 y se encuentra en el dominio α/β-hidrolasa. En este sitio activo, los residuos Ser163, Asp419 e His451 forman una tríada catalítica . [3] [6] Si alguno de estos residuos está mutado en la tríada catalítica, la actividad de la tanasa casi siempre se detiene. [9]
Una de las formas en que la estructura de la tanasa está vinculada con su función implica una estructura en forma de bucle, llamada solapa. La solapa conecta las láminas β8 y β9 y se encuentra debajo de la tríada catalítica. Como resultado de las bajas densidades electrónicas, esta estructura es muy flexible. Debido a su flexibilidad, la solapa es más capaz de guiar el sustrato al ingresar a la enzima y ayuda a fortalecer la unión general del complejo al formar interacciones adicionales con otras partes del sustrato. [9]
La tanasa funciona de forma diferente en la célula según el organismo que se observe. En muchas plantas, la tanasa se utiliza para producir taninos , que se encuentran en las hojas, la madera y la corteza. [10] La producción de taninos en las plantas es esencial para la defensa contra la herbivoría, ya que provocan un fuerte sabor desagradable. [11] Los taninos se consideran metabolitos secundarios en las plantas. Por lo tanto, su producción por parte de la tanasa no desempeña un papel directo en el metabolismo primario de la planta. [ cita requerida ]
Por otro lado, la tanasa cumple una función diferente en muchos microorganismos. En la célula, la tanasa es una enzima clave en la degradación de los galotaninos . [12] Esto es importante, porque algunos microorganismos utilizan la tanasa para descomponer los taninos hidrolizables , como los galotaninos, para formar glucosa y ácido gálico. [5] [13] Estos subproductos se crean a partir de la hidroxilación del núcleo aromático del tanino, seguida de la escisión del anillo. La glucosa y el ácido gálico pueden convertirse fácilmente en metabolitos (es decir, piruvato , succinato y acetil coenzima A ) que pueden usarse en el ciclo de Krebs . Los microorganismos específicos que utilizan la tanasa de esta manera incluyen las especies de Pseudomonas . [14]
La tanasa está presente en un grupo diverso de microorganismos, incluidas las bacterias del rumen . [12] Se ha descubierto que muchas otras especies bacterianas producen tanasa al aislarlas de diferentes tipos de medios, como suelo, aguas residuales, compost, hojarasca forestal, heces, bebidas, encurtidos, etc. Se han encontrado especies de bacterias y arqueas con actividad de tanasa en los géneros: Achromobacter , Atopobium , Azotobacter , Bacillus , Citrobacter , Corynebacterium , Enterobacter , Enterococcus , Fusobacterium , Gluconoacetobacter , Klebsiella , Lactobacillus , Lonepinella , Methanobrevibacter , Microbacterium , Oenococcus , Pantoea , Pediococcus , Providencia , Pseudomonas , Selenomonad y Serratia . [15] Además, algunas especies de hongos son productores dominantes de tanasa, como las especies de Aspergilli . [2]
