¿Qué es Aldolasa? – Definición, mecanismo y reacción

Definición de aldolasa

La mayoría de las cosas que come contiene al menos algo de glucosa. Y si no comiera suficiente glucosa, su cuerpo comenzaría a convertir otros compuestos en glucosa.

La glucosa es una de las fuentes de energía más básicas para el organismo. Sin embargo, pasar de la glucosa a la energía requiere varios pasos. Estos pasos constituyen la glucólisis, la vía que descompone la glucosa en piruvato, que se puede utilizar para producir energía.

Uno de estos pasos utiliza aldolasa , la enzima que convierte la fructosa 1,6-bifosfato en dihidroxiacetona fosfato y gliceraldehído 3-fosfato. Esta conversión ocurre en el cuarto paso en la vía de la glucólisis, que divide la glucosa en dos moléculas diferentes, lo que permite que la glucólisis produzca 2 moléculas de piruvato.

Mecanismo y sitio activo de la aldolasa

El principal residuo de aminoácido en el sitio activo de la aldolasa es lisina 223. Otros residuos de aminoácidos actúan como una base o un ácido para ayudar a que prosiga la reacción. La lisina 97 y la arginina 295 actúan como bases mientras que el ácido glutámico 178 actúa como ácido.

La aldolasa es una enzima grande. El sitio activo utiliza cuatro residuos de aminoácidos: dos lisina, un ácido glutámico y una arginina.

Hablemos del mecanismo de la aldolasa. En el primer paso, la fructosa de anillo abierto entra en la enzima y se une a la lisina, y el oxígeno toma un hidrógeno del ácido glutámico:

A continuación, la arginina toma un hidrógeno de la lisina, formando un doble enlace entre la lisina y el carbono y expulsando el oxígeno en forma de agua:

Luego, Lisina 97 toma el hidrógeno del oxígeno, formando un doble enlace carbono-oxígeno, rompiendo el enlace carbono-carbono, formando un nuevo doble enlace carbono-carbono y rompiendo uno de los enlaces carbono-nitrógeno:

En este punto, se forma el primer producto, gliceraldehído 3-fosfato, y abandona la enzima:

En el cuarto paso, la lisina reforma el doble enlace nitrógeno-carbono, rompe el doble enlace carbono-carbono y toma el hidrógeno de la arginina:

Los pasos 5 y 6 son una inversión de base de Schiff. En el quinto paso, se agrega agua, rompiendo uno de los dobles enlaces nitrógeno-carbono y agregando un enlace carbono-oxígeno:

En el sexto paso, el oxígeno forma un doble enlace con el carbono. El enlace nitrógeno-carbono se rompe y el hidrógeno se toma del oxígeno:

Finalmente, se libera el segundo producto, fosfato de dihidroxiacetona:

El sitio activo puede reformarse reordenando los hidrógenos:

Otras funciones de la aldolasa

La aldolasa también puede funcionar en la dirección inversa, combinando dihidroxiacetona fosfato y gliceraldehído 3-fosfato para formar fructosa 1,6-bifosfato. Esto ocurre cuando la sangre es baja en glucosa o cuando el cuerpo tiene suficiente energía, en un proceso llamado gluconeogénesis.

En hongos y bacterias, este mecanismo ocurre de manera ligeramente diferente en los pasos 6 y 7. La base de Schiff no se forma. En cambio, se agrega un ión de zinc al sitio activo y coordina el cambio del doble enlace de carbono-nitrógeno a carbono-oxígeno.

Resumen de la lección

La aldolasa es una de las enzimas involucradas en la glucólisis, para descomponer la glucosa en energía. Ocurre como el cuarto paso en la glucólisis, rompiendo la fructosa 1,6-bifosfato en dihidroxiacetona fosfato y gliceraldehído 3-fosfato. Hay 6 pasos en el mecanismo de reacción:

1. La fructosa abierta se une a la lisina.
2. El agua se expulsa, rompiendo uno de los enlaces carbono-alcohol.
3. El primer producto, gliceraldeyde 3-fosfato, se forma y se elimina.
4. El doble enlace carbono-carbono se reorganiza para formar un doble enlace carbono-nitrógeno.
5. El primer paso de una inversión de base de Schiff agrega OH al carbono.
6. El paso dos de una inversión de base de Schiff forma un doble enlace carbono-oxígeno y libera el segundo producto, fosfato de dihidroxiacetona.