Sacarasa: características, estructura, funciones
La sacarasa, conocida también como complejo sacarasa-isomaltasa, es un complejo enzimático membranal con actividad α-glicosilasa perteneciente al grupo de las hidrolasas integrales (conformado por glicosidasas y peptidasas).
Está presente en las microvellosidades intestinales de muchos animales terrestres como los mamíferos, las aves y los reptiles. Según distintas fuentes bibliográficas, otros nombres aceptados de esta enzima son oligo-1,6-glucosidasa, α-metil glucosidasa, isomaltasa y oligosacárido α-1,6-glucosidasa.
Es una enzima con actividad similar a la invertasa encontrada en plantas y microorganismos. Su función primordial es la de hidrolizar el enlace glucosídico entre los monosacáridos (glucosa y fructosa) que componen la sacarosa ingerida con los alimentos.
Tiene funciones digestivas de suma importancia, pues la sacarosa no puede ser transportada como disacárido hacia el interior de las células intestinales y, por ende, su hidrólisis permite la absorción intestinal de sus monosacáridos constituyentes.
La síntesis y actividad de la sacarasa-isomaltasa en las células intestinales de los animales está regulada a muchos niveles: durante la transcripción y traducción, durante la glicosilación y también durante su procesamiento postraduccional.
Cuando alguno de estos eventos falla u ocurre algún tipo de mutación en el gen que la codifica, en los humanos se produce una condición patológica conocida como el síndrome de deficiencia de sacarosa, que se relaciona con la imposibilidad de metabolizar disacáridos.
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Los disacáridos que sirven de sustrato para la sacarasa en los mamíferos son, usualmente, el producto de la actividad hidrolítica de las enzimas α-amilasas salivales y pancreáticas. Esto se debe a que la sacarasa no sólo hidroliza los enlaces glucosídicos de la sacarosa, sino que también los enlaces α-1,4 de la maltosa y la maltotriosa y otros oligosacáridos.
La vida media de la misma varía entre 4 y 16 horas, por lo que las células intestinales invierten mucha energía en los ciclos de síntesis y degradación de la sacarasa para mantener su actividad en niveles relativamente constantes.
Como la mayor parte de las enzimas hidrolasas integrales, la sacarasa (sacarasa-isomaltasa o SI) es una glicoproteína sintetizada en las células de borde en cepillo como un polipéptido precursor denotado pro-SI.
Esta molécula precursora es transportada hacia la superficie apical de las células y allí es procesada enzimáticamente por una proteasas pancreáticas que la dividen en dos subunidades diferentes: la subunidad isomaltasa y la subunidad sacarasa.
La subunidad isomaltasa corresponde al extremo amino terminal de la pro-SI y posee un segmento hidrofóbico (ancla hidrofóbica) en su extremo N-terminal. Esto le permite asociarse con la membrana plasmática de las células intestinales con borde en cepillo.
El gen que codifica este complejo en los humanos se localiza en el brazo largo del cromosoma 3 y dada la gran homología de secuencia entre ambas subunidades (más de 40%), se ha sugerido que esta enzima surgió por un evento de duplicación genética.
Se ha comprobado que ambas subunidades, la isomaltasa y la sacarasa, son capaces de hidrolizar maltosa y otros α-glucopiranósidos, lo que hace de este dímero una importante proteína en la digestión de carbohidratos.
La forma inicial de la enzima sacarasa, el polipéptido pro-SI, tiene aproximadamente 260 kDa y 1827 aminoácidos. No obstante, la actividad proteolítica de las proteasas pancreáticas produce dos subunidades de 140 kDa y 120 kDa, que representan a la isomaltasa y la sacarasa, respectivamente.
Esta enzima es una glicoproteína con porciones sacáridas N– y O-glicosiladas y los estudios de su secuencia revelan la presencia de más de 19 sitios de glicosilación. Las porciones carbohidratadas representan más del 15% del peso de la proteína y están compuestas esencialmente por ácido siálico, galactosamina, manosa y N-acetilglucosamina.
Puesto que las dos subunidades del complejo sacarasa-isomaltasa no son exactamente iguales, muchos autores consideran que esta enzima es, en realidad, un heterodímero donde cada subunidad consiste en una cadena polipeptídica lineal glicosilada y que se asocia a través de enlaces no covalentes.
La subunidad isomaltasa posee un segmento hidrofóbico de 20 residuos aminoacídicos que están implicados en su asociación con la membrana de los enterocitos (células intestinales) y que representan un ancla permanente y una señal peptídica para dirigirse hacia el retículo endoplásmico.
El sitio activo de ambas subunidades, sacarasa e isomaltasa, se encuentra en la membrana plasmática de los enterocitos, protruyendo hacia el lumen intestinal.
Las principales funciones metabólicas de enzimas como la sacarasa-isomaltasa se relacionan con la producción de glucosa y fructosa a partir de la sacarosa. Monosacáridos que son transportados hacia el interior de las células intestinales y que son incorporados a diferentes rutas metabólicas con distintos propósitos.
La glucosa, para la que existen transportadores específicos, puede ser dirigida intracelularmente hacia la glucólisis, por ejemplo, donde su oxidación conlleva a la producción de energía en forma de ATP y poder reductor en forma de NADH.
La fructosa, por otra parte, también puede ser metabolizada por una serie de reacciones que comienzan con su fosforilación a fructosa 1-fosfato y catalizada por una fructoquinasa hepática. Esta da inicio a la inclusión de este sustrato a otras rutas de producción de energía.
Además, tal y como sucede con la enzima invertasa en las plantas, la actividad sacarasa-isomaltasa tiene importantes implicaciones en aspectos celulares como la presión osmótica, que suele condicionar eventos fisiológicos como el crecimiento, el desarrollo, el transporte de moléculas y otros.
Existe una enfermedad autosómica congénita en los humanos conocida como deficiencia de sacarasa-isomaltasa o CSID (del inglés Congenital sucrase-isomaltase deficiency), que se relaciona con defectos en la digestión de oligo- y disacáridos osmóticamente activos.
Esta enfermedad tiene que ver con varios factores simultáneos, entre los que se han identificado el procesamiento incorrecto de la forma precursora pro-SI de la enzima, mutaciones genéticas, errores durante el transporte etc.
Dicha condición resulta de difícil diagnóstico, siendo muchas veces confundida con una intolerancia a la lactosa. Por ello, también se conoce como “intolerancia a la sacarosa”.
Se caracteriza por el desarrollo de calambres abdominales, diarreas, vómitos, jaquecas acompañadas de hipoglicemia, falta de crecimiento y ganancia de peso, ansiedad y producción excesiva de gases.
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