Tripsina: definición, función y mecanismo de acción

¿Qué es la tripsina?

Cuando comemos proteínas, el cuerpo usa varias enzimas para descomponerlas en aminoácidos individuales, que pueden ser absorbidos por el cuerpo. Una de las enzimas más estudiadas es la quimotripsina, pero otra enzima de digestión de proteínas es la tripsina. La quimotripsina y la tripsina son enzimas muy similares, por lo que cuando se estudia la tripsina a menudo se compara con la quimotripsina. Una de las principales diferencias entre la tripsina y la quimotripsina es qué residuos de aminoácidos selecciona. La quimotripsina escinde la proteína en el c-terminal de los aminoácidos aromáticos mientras que la tripsina escinde la proteína en el c-terminal de los aminoácidos básicos lisina y arginina.

Comparación estructural

La estructura de tripsina y quimotripsina es muy similar. De hecho, las bolsas del sitio activo son casi idénticas, siendo los residuos de aminoácidos implicados en el mecanismo de reacción exactamente los mismos: serina, histidina y ácido aspártico. Sin embargo, existe una diferencia importante entre las dos estructuras. Sabemos que la quimotripsina necesita seleccionar los aminoácidos aromáticos, que son hidrófobos, mientras que la tripsina necesita seleccionar los aminoácidos básicos, que contienen una carga positiva. Para lograr esto, la bolsa de especificidad de la quimotripsina incluye una serina en la posición 189 mientras que la tripsina contiene un ácido aspártico en esa posición. Esto parece una diferencia muy pequeña, pero la serina no es polar, por lo que permitirá que los aminoácidos hidrófobos entren en el bolsillo. Si bien el ácido aspártico tiene una carga negativa, esto atraería la carga positiva en las moléculas básicas de lisina y arginina. De hecho, cuando esta serina en la tripsina se reemplaza con ácido aspártico, ya no selecciona lisina y arginina.

Mecanismo de la tripsina

Dado que el sitio activo es exactamente el mismo en tripsina y quimotripsina, el mecanismo es exactamente el mismo para ambos. Hay cuatro pasos en este mecanismo:

Paso 1

Primero, se elimina el hidrógeno del OH de la serina, formando así una carga negativa en el oxígeno. La carga negativa puede atacar el enlace peptídico, y los electrones adicionales van al oxígeno:

Paso 2

Los electrones del oxígeno pueden reformar fácilmente un doble enlace carbono-oxígeno, pero luego es necesario iniciar otro enlace con el carbono. En este caso, se rompe el enlace carbono-nitrógeno que forma el péptido. El nitrógeno obtiene un hidrógeno del nitrógeno de histidina. Ahora se ha liberado el primer residuo de proteína de la enzima:

Paso 3

El enlace peptídico se rompió, pero la reacción no se realiza porque la otra mitad de la proteína (la sección con el aminoácido básico) todavía está unida a la enzima. Los dos últimos pasos son para ayudar a la enzima a liberar esta segunda mitad de la proteína. Para lograr esto, se agrega agua. El hidrógeno del agua pasa a la histidina y el OH se adhiere al carbono carboxilo, en contra de poner una carga negativa en el oxígeno:

Paso 4

Una vez más, los electrones del oxígeno pueden reformar un doble enlace carbono-oxígeno. Esta vez, el enlace que puede salir más fácilmente es el enlace con el oxígeno en la serina, por lo que este enlace se rompe liberando la segunda mitad de la proteína. El oxígeno de la serina puede reformarse tomando el hidrógeno de la histidina:

Resumen de la lección

La tripsina es una de las enzimas que se utilizan para digerir las proteínas. Rompe los enlaces peptídicos en el terminal C de los aminoácidos básicos, lisina y arginina. La tripsina es muy similar a otra enzima de digestión de proteínas, la quimotripsina. La principal diferencia entre las dos estructuras es que en el bolsillo de especificidad, la tripsina contiene un ácido aspártico en la posición 189 mientras que la quimotripsina contiene una serina en la posición 189. Este cambio permite que la tripsina seleccione lisina y arginina. Los aminoácidos del sitio activo son exactamente los mismos para la quimotripsina y la tripsina: serina, histidina y ácido aspártico. El mecanismo es exactamente el mismo para las dos moléculas también, con cuatro pasos:

1. Se elimina el hidrógeno de la serina, que ataca al carbono del enlace peptídico.
2. Se reforma el doble enlace carbono-oxígeno, liberando el nitrógeno del péptido y liberando la primera mitad de la proteína.
3. Se agrega agua, poniendo un OH en el carbono carboxilo de la proteína.
4. El doble enlace carbono-oxígeno se reforma nuevamente, iniciando el enlace con la serina, liberando la segunda mitad de la proteína.

Rodrigo Ricardo Editor y fundador