Las enzimas liasas son conocidas por catalizar reacciones de ruptura de sustratos en las que se elimina el agua, dióxido de carbono para formar doble enlaces. Estas enzimas tienen cierta similitud a las enzimas hidrolasas, ya que la función de ambas es romper enlaces químicos entre moléculas son fundamentales para las reacciones catabólicas.
Las liasas son utilizadas en la práctica clínica de laboratorio para diagnosticar enfermedades y en la industria alimentaria. En este artículo, recopilamos una serie de datos que ayudarán a entender más sobre las enzimas liasas y su potencial industrial.
Principales características de las enzimas liasas
Como vimos anteriormente en nuestro artículo sobre las enzimas, éstas son proteínas que producen un cambio químico específico de una célula en el organismo de un ser vivo, es decir, busca estimular las reacciones metabólicas que permiten que un organismo se mantenga activo. Estas enzimas se encuentran divididas en 6 grandes grupos o clases, entre ellas, se encuentran las liasas, correspondiente al grupo 4.
En este sentido, las enzimas liasas pueden catalizar la ruptura o establecer enlaces químicos en compuestos orgánicos de forma que la reacción puede describirse como adición o sustracción de un grupo desde un doble enlace.
Clasificación de las enzimas liasas
Esta enzima lleva a cabo reacciones bioquímicas en la que eliminan grupo mediante la ruptura de un enlace, generalmente pueden ser dos átomos de los siguientes elementos químicos:
- Dos átomos de carbono
- Carbono y oxígeno
- Carbono y nitrógeno
- Carbono y azufre
- Carbono y halógeno
Una de las características de las liasas es que solo requieren la participación de un sustrato para efectuar una reacción en un sentido y de dos para realizar la reacción en sentido opuesto. Este efecto origina la eliminación de una molécula, produciendo una estructura con doble enlace.
A continuación, explicaremos los datos más importantes sobre las enzimas liasas, como sus reacciones al ser catalizadas, funciones e industrias más beneficiadas por este grupo de proteína:
1. Reacciones enzimaticas catalizadas por liasas
Las enzimas liasas cumplen un rol importante para la vida en los organismos de los seres vivos. Sus funciones varían dependiendo del tipo de liasas y su capacidad para realizar cortes en los enlaces entre moléculas variables. Dentro de los grupos de liasas, existen varias subclases, entre ellas:
- Liasas C-C: Esta subclase incluye enzimas que rompen enlaces carbono-carbono como las descarboxilasas.
- Liasas C-O: Esta subclase incluye enzimas que rompen enlaces carbono-oxígeno como las hidro-liasas con la eliminación de agua, las que actúan sobre polisacáridos con la eliminación de alcohol , las que actúan sobre sustratos fosfatados con la eliminación de fosfato.
- Liasas C-N: Esta subclase contiene las enzimas que liberan amoniaco o uno de sus derivados, con la formación de un doble enlace o un anillo. Algunas catalizan la eliminación real del amoníaco, amina o amida.
- Liasas C-A: Son capaces de eliminar el ácido sin necesidad de usar la hidrólisis u oxidación.
- Liasas C-H: Esta subclase se estableció originalmente sobre la base de la enzima de eliminación de ácido clorhídrico.
2. Funciones de las liasas
Las enzimas liasas no solo son capaces de romper enlaces, sino de formarlos. En relación a esto, permiten estimular reacciones químicas reversibles, por lo que de un sustrato complejo se puede pasar a uno más simple rompiendo sus enlaces, pero también se puede pasar de este sustrato sencillo a otra vez el complejo volviendo a establecer su unión.
A continuación, veremos algunos ejemplos de estas proteínas y las funciones que estas enzimas llevan a cabo:
- Fosfolipasa C: Proporciona a este organismo la capacidad para modificar el aparato digestivo de algunos insectos. Por consiguiente, favorece su rápida multiplicación en todo el cuerpo del animal.
- Anhidrasa carbónica: Convierte el dióxido de carbono en bicarbonato y protones. La presencia de agua se encuentra relacionada con el mantenimiento del equilibrio ácido-base en la sangre y en tejidos, así como también en la rápida eliminación del dióxido de carbono de estos.
- Carboxilasa: Como resultado de su acción, elimina los grupos carboxilo del ácido pirúvico. En consecuencia, lo convierte en etanol y dióxido de carbono. En levaduras, destruye el CO2 de las células y origina etanol. Este compuesto también es utilizado como antibiótico.
- Alquilmercurio liasa: Ejerce su acción sobre un sustrato de alquil-mercurio e iones hidrógeno, para producir un alcano e iones de mercurio. Su papel biológico fundamental es participar en mecanismos de eliminación de tóxicos, porque convierte compuestos orgánicos de mercurio en agentes que no son dañinos.
3. Industrias que se benefician de las enzimas liasas
Las enzimas son estructuras de carácter proteico, son catalizadores biológicos, tienen una extraordinaria capacidad, tanto así, que permiten reacciones que sin ellas se tendrían que realizar en temperaturas, pH o presiones incompatibles con la vida.
Sus usos incluyen procesos de fermentación, productos horneados, obtención de quesos, clarificación de jugos, ablandamiento de carnes, agentes texturizantes y gelificantes. Entre la utilización de esta enzima en las distintas industrias se encuentran:
- Industria alimenticia: Se usa como espesante, dándole una consistencia y aspecto adecuado a productos lácteos, pastelería y conservas. En alimentos congelados asegurando buena textura y un descongelamiento uniforme, además de estabilizar la espuma de la cerveza.
- Industria textil: En esta industria se utiliza como espesantes en las mezclas de tintura para las impresiones en tela, mientras que en la fabricación del papel forma una capa blanda y continua.
- Medicina: En el mundo de la medicina se utilizan sus propiedades antibacterianas y prebióticas; algunos medicamentos son encapsulados en este material, ya que permite una liberación prolongada y controlada.
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Alginato liasa
Las enzimas alginato liasas son biocatalizadores capaces de sacarificar el alginato liberando azúcares menos complejos. Con ellas se puede lograr la fragmentación de la biomasa algal para la posterior extracción de productos de valor comercial.
Esta enzima puede ser usada de muchas maneras en la producción industrial, usualmente se emplea en la hidrolización de diversos alginatos y obtención de algunos ficocoloides, ya que sus bondades permiten aprovechar al máximo estos derivados de algas marinas.
Potencial industrial del Alginato liasa
Los alginatos poseen variadas aplicaciones debido a su capacidad de formar geles y su biocompatibilidad. En la industria textil y alimentaria se usan como espesantes en tintes, salsas, helados y productos lácteos en general.
Mientras que en medicina se utilizan sus propiedades antibacterianas, prebióticas y algunos medicamentos son encapsulados en este material, permitiendo una liberación prolongada y controlada del fármaco.
Producción de enzimas con Neobiotec
El alginato liasa es una de las enzimas más utilizadas en nuestros laboratorios. Es usada principalmente para catalizar la degradación y despolimerización del ácido algínico o alginato, reduciendo su viscosidad, especialmente en alginatos derivados de algas pardas, que podemos encontrar en las zonas costeras de Chile.
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