Celulasa

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La celulasa es una enzima EC 3.2.1.4 número CAS 9012-54-8 compleja especializada en descomponer celulosa, transformándola en múltiples monómeros de glucosa.

Es producida con leves diferencias químicas por los integrantes del reino de los Hongos y el de las Bacterias. Los cuales son los mayores descomponedores del planeta y su tarea es catalizar la hidrólisis de enlaces 1,4 β- D-glucosídicos en celulosa principalmente, pero también en lichenina y en los β -D-glucanos de cereales. La celulosa es el principal componente estructural de la pared de las plantas, compuesta de moléculas de glucosa anhidra con enlaces por un enlace β-1,4 glicosídico.

Clases de celulasas

Las celulasas se pueden encontrar en 2 formas diferentes dentro del sustrato de la planta: -enzimas en forma libre -celulosomas que contienen las enzimas La diferencia es que en cellulosoma encontrar el cohesinas que forma el dominio estructural y dockerina que en vez representa el verdadero dominio de la propia enzima. La forma libre de los enzimas tienen dominios de unión para los de celulosa (CBMs), sustituido por un dockerina en cellulosoma, también aquí el dominio estructural dirige directamente todo el complejo de cellulosoma a la biomasa celular. Podemos distinguir 5 tipos de celulasas, cuya acción en la secuencia conduce a subunidades simples de formación de la glucosa:

  • Endocellulas: rompe la estructura de celulosa cristalina y expone sus cadenas individuales
  • Esocellulasi (CBH): toma de 2 a 4 extremos de las cadenas individuales producidos dando lugar a sacáridos tetra, trisacáridos (cellotriosio) y disacáridos (celobiosa). Hay dos tipos de esocellulasi, que opera un extremo reductor y el otro que funciona extremo no reductor de la cadena.
  • Celobiasa (β-glucosidasa): hidrolizar los productos de esocellulasi formando monosacáridos individuales de glucosa
  • Celulasa oxidativo (deshidrogenasa celobiosa): despolimerizar celulosa con una reacción radical
  • Celulosa fosforilasa: despolimeriza el polisacárido para la lisis de fósforo en lugar de por hidrólisis, a continuación, utiliza el fosfato en lugar de agua.

Mecanismo de áccion

El proceso por el cual tales enzimas degradan la celulosa y, por lo tanto, la pared celular de la planta se puede resumir en tres pasos: La β -1,4-gluconasa actúa aleatoriamente sobre los enlaces glicosídicos β-1,4 entre las unidades de glucosa que forman la molécula de celulosa mediante la conversión de cadenas largas en oligosacáridos. Dicha enzima actúa sobre regiones de celulosa amorfa o superficies de microfibrilación y, como resultado, disminuye la longitud de las cadenas de celulosa y la creación de nuevos extremos reactivos que servirán como sustrato para reacciones posteriores. La segunda etapa involucra la enzima β-1,4-glucanasa, que corta la cadena de 1,4-β-D-glucano del extremo no reductor de la molécula de celulosa y las celodestrinas y que causa la eliminación de unidades de celobiosa o glucosa La celobiosis es también un inhibidor de la hidrólisis enzimática llevada a cabo por endoglucanasas y esoglucanasa, reduciendo su eficacia Finalmente en la última etapa, se produce la degradación de la región cristalina después de la degradación de las regiones amorfas gracias a la acción sinérgica de endoglucanasas y exoglucanasa. Aquí está la degradación de la celulosa de la celobiosa a la glucosa por la acción de la β-1,4-glucosidasa Cb ya que las glucanasas son inhibidas por la celobiasa

La degradación de la celulosa por las bacterias anaeróbicas tiene un mecanismo de acción ligeramente diferente en su lugar. Los celulosomas, localizados en la superficie, median en la adherencia de tales bacterias anaeróbicas a la superficie del sustrato, lo que conduce a una reorganización sobre-molecular, como para redistribuir las subunidades de celulosa de manera que interactúen con los diferentes sustratos de referencia. Las enzimas celulares básicas y aplicadas, como las celulasas, han demostrado su importancia y su potencial biotecnológico en muchas industrias y sectores.


Salvo contadas excepciones —como el insecto pececillo de plata (L. saccharina), las termitas y el molusco bivalvo Teredo navalis— los animales no producen celulasa y para digerir más eficientemente a las plantas requieren de la actividad de esos microorganismos en sus estomágos o intestinos; de tal modo que los animales herbívoros desarrollan "pequeñas cámaras fermentativas" en sus tractos digestivos. La mayoría de los mamíferos herbívoros la ha desarrollado en el ciego del intestino grueso y los rumiantes en un estómago modificado conocido como "Rumen".

El caso de las termitas es especialmente controvertido dado que solo recientemente se ha descubierto que muchas especies, además de producir su propia celulasa, disponen de microorganismos endosimbióticos en sus tractos digestivos que también producen celulasa.