Abrir o menú principal

A papaína, tamén chamada papaia proteinase I, é unha cisteina protease (EC 3.4.22.2), un encima presente na papaia (Carica papaya) e na papaia de montaña (Vasconcellea cundinamarcensis).

cisteína protease da familia da papaína
Papain cartoon.png
Papaína de Carica papaya
Identificadores
Símbolo Peptidase_C1
Pfam PF00112
InterPro IPR000668
PROSITE PDOC00126
SCOP 1aec
SUPERFAMILY 1aec
papaína
Identificadores
Número EC 3.4.22.2
Número CAS 9001-73-4
Bases de datos
IntEnz vista de IntEnz
BRENDA entrada de BRENDA
ExPASy vista de NiceZyme
KEGG entrada de KEGG
MetaCyc vía metabólica
PRIAM perfil
Estruturas PDB RCSB PDB PDBe PDBsum

Índice

Familia da papaínaEditar

A papaína pertence a unha familia de proteínas relacionadas que presentan unha gran variedade de actividades, incluíndo as endopeptidases, aminopeptidases, dipeptidil peptidases e encimas con actividade de endo e exopeptidase.[1] Os membros da familia da papaína están amplamente distribuídos entre as especies, e encóntranse en baculovirus,[2] bacterias, lévedos, e practicamente en todos os protozoos, plantas e mamíferos.[1] Estas proteínas son tipicamente lisosómicas ou segregadas, e para a súa activación encimática requírese unha clivaxe proteolítica do propéptido, aínda que a bleomicina hidrolase é citosólica en fungos e mamíferos.[3] As cisteína proteases do tipo da papaína son sintetizadas esencialmente como proencimas inactivos (cimóxenos) con rexións propéptido N-terminais. O proceso de activación destes encimas inclúe a eliminación das rexións propéptido, as cales realizan diversas funcións in vivo e in vitro. A pro-rexión é necesaria para o correcto pregamento do encima acabado de sintetizar, a inactivación do dominio peptidase e a estabilización do encima en condicións de pH alcalino ou neutro desnaturalizantes. Os residuos de aminoácidos da pro-rexión median a súa asociación a membranas, e xogan un papel no transporte do proencima aos lisosomas. Entre as características máis salientables dos propéptidos están a súa capacidade de inhibir a actividade dos seus encimas correspondentes e que certos propéptidos mostran unha alta selectividade para a inhibición das peptidases a partir das cales se orixinaron.[4]

EstruturaEditar

A proteína precursora da papaína contén 345 residuos de aminoácidos,[5] e consta dunha secuencia sinal (1-18), un propéptido (19-133) e a secuencia que corresponde ao péptido maduro (134-345). Os números dos aminoácidos están baseados no péptido maduro. A proteína está estabilizada por tres pontes disulfuro. A súa estrutura tridimensional consta de dous dominios estruturais distintos cunha fenda entre eles na que está o sitio activo, o cal contén unha díade catalítica que foi comparada coa tríade catalítica da quimotripsina. A díade catalítica está formada polos aminoácidos cisteína-25 (pola cal se clasifica) e histidina-159. Pensábase antes que o aspartato-158 xogaba un papel análogo ao do aspartato da tríade catalítica da serina protease, pero actualmente non se considera certo,[6] aínda que parece que xoga algún papel.

FunciónEditar

O mecanismo por medio do cal a papaína rompe os enlaces peptídicos implica o uso dunha cisteína desprotonada. O Asp-175 axuda a orientar o anel imidazol da His-159 para permitir a desprotonación da Cys-25 catalítica. Esta cisteína despois realiza un ataque nucleofílico sobre o carbono carbonilo dunha cadea peptídica. Isto libera o amino terminal do péptido, e forma un intermediato covalente acil-encima. O encima é despois desacilado por unha molécula de auga, e libera a porción carboxi terminal do péptido.

A papaína é un encima relativamente resistente á calor, cunha temperatura óptima entre 60 e 70 °C.[7][8]

UsosEditar

Efecto anthelmíntico da papaína sobre o verme Heligmosomoides bakeri.

A papaína degrada as fibras duras da carne, polo que leva usándose desde hai miles de anos como abrandador de carne polos nativos de Sudamérica. Os abrandadores de carne en po con papaína como compoñente activo están á venda ao público.

A papaína pode utilizarse para disociar células nos primeiros pasos das preparacións de cultrivos celulares. Un tratamento de dez minutos de pequenas porcións de tecidos (menores de 1 mm3) permite que actúe a papaína e e empece a degradar as moléculas da matriz extracelular que manteñen ás células xuntas. Pasados dez minutos, o tecido debería tratarse cunha solución inhibidora de protease para deter a acción da papaína (de non facerse isto, a apaína orixinaría a lise completa das células). O tecido debe despois ser triturado (cunha pipeta Pasteur) para orixinar unha suspensión de células separadas.

A papaína tamén se usa nalgunhas pastas de dentes e lambetadas mentoladas como branqueador dental; pero o seu efecto branqueante é mínimo porque a papaína está presente en baixas concentracións e é rapidamente diluída pola saliva. Tárdase varios meses en obter un efecto apreciable.[9]

A papaína é o principal ingrediente dun xel usado para a eliminación quimicomecánica da carie chamado Papacarie. O procedemento non require tradear o dente cunha broca odontolóxica e non interfire na firmeza da unión coa dentina do maerial restaurador.[10]

A papaína interfire cos test urinarios de detección de drogas cannabinoides.[11] Encóntrase nalgúns produtos detoxificantes de drogas.

Nalgúns países como EUA utilizáronse produtos oftálmicos ou pomadas tópicas para a limpeza de úlceras e feridas con papaína, que non tiveron a aprobación legal.[12]

InmunoglobulinasEditar

 
Anticorpo dixerido por papaína: dous fragmentos Fab e un fragmento Fc.

En inmunoloxía, a papaína cliva a porción Fc (cristalizable) das inmunoglobulinas (anticorpos) separándoa da porción Fab (de unión ao antíxeno). Un anticorpo dixerido con papaína rende tres fragmentos: dous fragmentos Fab de 50 kDa e un fragmento Fc de 50kDa. O anticorpo así dixerido non pode promover a aglutinación, precipitación, opsonización, e lise.

ProduciónEditar

A papaína xeralmente se produce como un material seco cru recollendo o látex do froito da árbore da papaia. O látex recóllese despois de facer unha amosega no froito. O látex seca sobre o froito ou cae pingando nun recipiente. Este látex despois é desecado e pasa a denominarse material secado cru. Cómpre un paso de purificación para eliminar as substancias contaminantes, que consiste na solubilización e extracción do sistema do encima papaína activo por medio dun proceso regulado. Esta papaína purificada pode ser subministrada en forma de po ou en forma líquida.

Cisteína proteases humanas da familia da papaínaEditar

NotasEditar

  1. 1,0 1,1 Rawlings ND, Barrett AJ (1994). "Families of cysteine peptidases". Meth. Enzymol. 244: 461–486. PMID 7845226. doi:10.1016/0076-6879(94)44034-4. 
  2. Rawlings ND, Barrett AJ (1993). "Evolutionary families of peptidases". Biochem. J. 290: 205–218. PMC 1132403. PMID 8439290. 
  3. Sebti SM, Lazo JS, DeLeon JC (1987). "Purification, characterization, and amino acid composition of rabbit pulmonary bleomycin hydrolase". Biochemistry 26 (14): 4213–4219. PMID 3117099. doi:10.1021/bi00388a006. 
  4. Yamamoto Y, Takahashi SY, Kurata M, Watabe S, Murakami R (2002). "Novel cysteine proteinase inhibitors homologous to the proregions of cysteine proteinases". Curr Protein Pept Sci 3 (2): 231–238. PMID 12188906. doi:10.2174/1389203024605331. 
  5. "UniProt P00784: Papain precursor - Carica papaya (Papaya)". UniProtKB. 
  6. Ménard R, Khouri HE, Plouffe C, Dupras R, Ripoll D, Vernet T, Tessier DC, Lalberté F, Thomas DY, Storer AC (July 1990). "A protein engineering study of the role of aspartate 158 in the catalytic mechanism of papain". Biochemistry 29 (28): 6706–13. PMID 2397208. doi:10.1021/bi00480a021. 
  7. "Copia arquivada". Arquivado dende o orixinal o 15 de xullo de 2014. Consultado o 03 de xuño de 2014. 
  8. http://www.sigmaaldrich.com/life-science/biochemicals/biochemical-products.html?TablePage=16410606
  9. Chakravarthy P, Acharya S (October 2012). "Efficacy of extrinsic stain removal by novel dentifrice containing papain and bromelain extracts". J Young Pharm 4 (4): 245–9. PMC 3573376. PMID 23493413. doi:10.4103/0975-1483.104368. 
  10. Lopes MC, Mascarini RC, da Silva BM, Flório FM, Basting RT (2007). "Effect of a papain-based gel for chemomechanical caries removal on dentin shear bond strength". J Dent Child (Chic) 74 (2): 93–7. PMID 18477426. 
  11. Section of Toxicology, Department of Pharmacology, James H. Quillen College of Medicine, East Tennessee State University, Johnson City, 37614, USA. "Papain: a novel urine adulterant". 
  12. Shuren J (2008-09-22). "Topical Drug Products Containing Papain; Enforcement Action Dates" (PDF). United States Food and Drug Administration, Department of Health and Human Services. 

Véxase taménEditar

Ligazóns externasEditar