La lisozima es una enzima que rompe las paredes celulares de las bacterias, lo hace hidrolizando enlaces glucosídicos b(14) de ácido N-acetilmuránico (NAM) a N-acetilglucosamina (NAG) en un polisacárido alternante de NAM-NAG
La lisozima de clara de huevo de gallina, es una cadena polipeptídica de 129 aminoácidos (14,6 kD) con cuatro enlaces disulfuro.
La molécula tiene una forma más o menos helicoidal 30x30x45Å. Hay hélices a y algunas regiones de la cadena tienen conformación de lámina b extendida.
Su rasgo más llamativo es una hendidura, en el sitio de fijación del sustrato que a traviesa la cara de la molécula, siendo su plegamiento más complejo.
En la hendidura se unen 6 residuos del polisacárido por medio de puentes de H con diferentes grupos de los residuos aminoacídicos de la proteína .
Como
la lisozima hidroliza enlaces glucosídicos b(14)
de ácido N-acetilmuránico (NAM) a N-acetilglucosamina (NAG), implica que el
enlace que se rompe es entre el anillo DE,
es decir entre el cuarto y quinto anillo. El mecanismo es el de una catálisis
ácido-base, en el que intervienen dos aminoácidos ácidos (Glu 35 y Asp 52),
que se encuentran a ambos lados del enlace glucosídico b(14) .
El entorno de cada uno de estos aminoácidos es diferente. El Asp 52 se encuentra
rodeado de grupos polares y tienen un pK normal, por lo que a pH fisiológico
se encuentra ionizado. Mientras que el Glu 35 está en una región apolar (lo
que le permite estar protonado –no ionizado– a pH fisiológicos). El entorno
de cada uno de los residuos determina su papel en el proceso catalítico
.
En
el proceso catalítico podemos determinar los siguientes pasos:
1.
La lisozima se une a la pared celular bacteriana fijando en el centro activo
un hexasácarido con la alternancia NAG-NAM-NAG-NAM-NAG-NAM. El cuarto residuo D (NAM) se distorsiona hacia una conformación de media silla, debido a que sino
se producirán contactos desfavorables entre el grupo CH2OH (del C6)
y la proteína.
2.
El H+ del glutamato se transfiere al O1 del anillo D, rompiéndose el enlace y formándose un carbonión que se
estabiliza por resonancia.
3.
El Asp ionizado permite la estabilidad por fuerzas electrostáticas del carbonio
(no se llega a formar un enlace covalente porque están separados por 3Å La coplanaridad
de la conformación media silla facilita la estabilización del carbonio por resonancia.
4.
El enzima libera el anillo E hidrolizado, con su correspondiente polisacárido
unido, el carbonión adiciona seguidamente union hidróxilo procedente del agua
de la solución, y se puede de esta manera protonar al mismo tiempo el Glu 35.
Se libera entonces el anillo D y su correspondiente polisacárido.
El
pH tiene influencia en este mecanismo de catálisis porque cuando este
aumenta el Glu se ioniza, mientras que si el pH disminuye es el Asp el que se
protona.
4) de
4)
de ácido