K-caseína

CSN3
Estruturas dispoñibles
PDBBuscar ortólogos: PDBe, RCSB
Identificadores
Nomenclatura
Identificadores
externos
LocusCr. 4 q13.3
Padrón de expresión de ARNm
Máis información
Ortólogos
Especies
Humano Rato
Entrez
1448 12994
Ensembl
Véxase HS Véxase MM
UniProt
P07498 P06796
RefSeq
(ARNm)
NM_005212 NM_007786
RefSeq
(proteína) NCBI
NP_005203 NP_031812
Localización (UCSC)
Cr. 4:
70.24 – 70.25 Mb 		Cr. 5:
88.07 – 88.08 Mb
PubMed (Busca)
1448


12994

A κ-caseína ou caseína kappa, é unha proteína do leite dos mamíferos que intervén en varios procesos fisiolóxicos importantes. A quimosina (atopada no callo do abomaso das vacas) corta a κ-caseína nun péptido insoluble (para kappa-caseína) e un glicomacropéptido (GMP) hidrosoluble. O GMP é responsable dun aumento de eficacia da dixestión, a prevención da hipersensibilidade do neonato para inxerir proteínas, e a inhibición de patóxenos gástricos.[1] O xene humano para a κ-caseína é o CSN3 do cromosoma 4.[2][3][4]

Estrutura

[editar | editar a fonte]

As caseínas son unha familia de fosfoproteínas (αS1, αS2, β, κ) que supoñen case o 80 % das proteínas lácteas bovinas[5] e que forman agregados solubles coñecidos como "micelas de caseína" na cal as moléculas de κ-caseína estabilizan a estrutura. Hai varios modelos que describen a conformación espacial da caseína nas micelas.[6] Un deles propón que o núcleo micelar está formado por varias submicelas e a periferia consta de microvilosidades de κ-caseína[7][8] Outro modelo suxire que o núcleo está formado por fibrilas de caseína entrelazadas.[9] Finalmente, o modelo máis recente[10] propón que ten que haber unha ligazón dobre entre as caseínas para que poida ter lugar a xelificación. Os tres modelos consideran que as micelas son partículas coloidais formadas por agregados de caseína envoltos en moléculas de κ-caseína solubles. As proteases que callan o leite actúan sobre a porción soluble, a κ-caseína, orixinando así un estado micelar inestable que causa a formación do callo.[11]

Callado do leite

[editar | editar a fonte]

A quimosina (EC 3.4.23.4) é unha protease aspártica que hidroliza especificamente o enlace peptídico en Phe105-Met106 da κ-caseína e é considerada a protease máis eficiente para a industria do queixo.[12] Porén, hai proteases que callan o leite capaces de cortar outros enlaces peptídicos na cadea da κ-caseína, como a endothiapepsina producida por Endothia parasitica.[13] Hai tamén varias proteases que callan o leite que, sendo capaces de cortar o enlace Phe105-Met106 na molécula de κ-caseína, tamén cortan outros enlaces peptídicos noutras caseínas, como as producidas por Cynara cardunculus[8][14][15] ou mesmo a quimosina bovina.[16] Isto permite a fabricación de diferentes queixos cunha variedade de propiedades reolóxicas e organolépticas.

O proceso de callado ou coagulación do leite consta de tres grandes fases:[17]

  1. Degradación encimática da κ-caseína.
  2. Floculación micelar.
  3. Formación do xel.

Cada paso segue un diferente padrón cinético, e o paso limitante no callado do leite é a velocidade de degradación da κ-caseína. O padrón cinético do segundo paso do proceso de callado do leite está influído pola natureza cooperativa da floculación micelar,[17][15] mentres que as propiedades reolóxicas do xel formado dependen do tipo de acción das proteases, o tipo de leite, e os padróns a proteólise da caseína.[15] O proceso global esta influído por varios factores, como o pH ou a temperatura.[14][11]

O xeito convencional de cuantificar un determinado encima que calla o leite[18] emprega o leite como substrato e determina o tempo que pasa antes da aparición de callos no leite. Porén, o callado do leite ten lugar sen a participación de encimas debido a variacións en factores fisicoquímicos, como un pH baixo ou altas temperaturas.[8][5][11] Consecuentemente, isto pode levar á confusión e a resultados irreproducibles, especialmente cando os encimas teñen unha baixa actividade. Ao mesmo tempo, o método clásico non é o suficientemente específico en canto ao comezo preciso da xelificación do leite, de maneira que a determinación das unidades encimáticas implicadas faise difícil e pouco clara. Ademais, aínda que se informou que a hidrólise da κ-caseína segue a cinética típica de Michaelis-Menten,[17] é difícil de determinar co ensaio clásico de callado do leite.

Para superar isto, propuxéronse varios métodos alternativos, como a determinación do diámetro de halo en leite xelificada en ágar,[18] medidas colorimétricas,[19] ou determinación da velocidade de degradación da caseína etiquetada previamente cun trazador radioactivo[20] ou un composto fluorocromo.[21] Todos estes métodos usan a caseína como substrato para cuantificar as actividades proteolíticas ou de callado do leite.

Interaccións do xene CSN3

[editar | editar a fonte]

O xene CSN3 presenta interaccións con EIF3S6.[22]

Ensaio de FTC-Κ-caseína

[editar | editar a fonte]
Isotiocianato de fluoresceína

A κ-caseína etiquetada co fluorocromo isotiocianato de fluoresceína (FITC) rende o derivado fluoresceína tiocarbamoíl (FTC). Este substrato utilízase para determinar a actividade de callado do leite das proteases.[23]

O método da FTC-κ-caseína permite facer determinacións precisas e exactas da degradación κ-caseinolítica, o primeiro paso no proceso de calldo do leite. Este método é o resultado dunha modificación do descrito por S.S. Twining (1984). A principal modificación foi substituír o substrato previamente usado (caseína) pola κ-caseína etiquetada co fluorocromo isotiocianato de fluoresceína (FITC) para render o derivado fluoresceína tiocarbamoíl (FTC). Esta variación permite a cuantificación das moléculas de κ-caseína degradadas de maneira máis específica, detectando só aqueles encimas capaces de degradar tales moléculas. Porén, o método descrito por Twining (1984), foi deseñado para detectar a actividade proteolítica dunha variedade considerablemente maior de encimas. A FTC-κ-caseína permite a detección de diferentes tipos de proteases a niveis nos que o callado é aínda aparente, demostrando a súa maior sensibilidade sobre os procedementos de ensaios usados actualmente. Polo tanto, o método pode atopar aplicacións como indicador durante a purificación ou caracterización de novos encimas que callan o leite.

Notas

[editar | editar a fonte]
  1. ↑ "Kappa casein (IPR000117)". InterPro. 
  2. ↑ Edlund A, Johansson T, Leidvik B, Hansson L (novembro de 1996). "Structure of the human kappa-casein gene". Gene 174 (1): 65–9. PMID 8863730. doi:10.1016/0378-1119(96)00351-4. 
  3. ↑ Fujiwara Y, Miwa M, Nogami M, Okumura K, Nobori T, Suzuki T, Ueda M (marzo de 1997). "Genomic organization and chromosomal localization of the human casein gene family". Hum Genet 99 (3): 368–73. PMID 9050925. doi:10.1007/s004390050374. 
  4. ↑ "Entrez Gene: CSN3 casein kappa". 
  5. ↑ 5,0 5,1 Lucey, J.A.; Johnson, M.E.; Horne, D.S. (2003). "Invited Review: Perspectives on the Basis of the Rheology and Texture Properties of Cheese". Journal of Dairy Science 86 (9): 2725–43. PMID 14507008. doi:10.3168/jds.S0022-0302(03)73869-7. 
  6. ↑ Dalgleish, D.G. (1998). "Casein Micelles as Colloids: Surface Structures and Stabilities". Journal of Dairy Science 81 (11): 3013–8. doi:10.3168/jds.S0022-0302(98)75865-5. 
  7. ↑ *Walstra, Pieter (1979). "The voluminosity of bovine casein micelles and some of its implications". Journal of Dairy Research 46 (2): 317–23. PMID 469060. doi:10.1017/S0022029900017234. 
  8. ↑ 8,0 8,1 8,2 Lucey, J.A. (2002). "Formation and Physical Properties of Milk Protein Gels". Journal of Dairy Science 85 (2): 281–94. PMID 11913691. doi:10.3168/jds.S0022-0302(02)74078-2. 
  9. ↑ Holt, C. (1992). "Structure and Stability of Bovine Casein Micelles". En Anfinsen, C.B.; Richards, Frederic M.; Edsall, John T.; et al. Advances in Protein Chemistry Volume 43. Advances in Protein Chemistry 43. pp. 63–151. ISBN 978-0-12-034243-3. PMID 1442324. doi:10.1016/S0065-3233(08)60554-9. 
  10. ↑ Horne, David S. (1998). "Casein Interactions: Casting Light on the Black Boxes, the Structure in Dairy Products". International Dairy Journal 8 (3): 171–7. doi:10.1016/S0958-6946(98)00040-5. 
  11. ↑ 11,0 11,1 11,2 Vasbinder, A.J.; Rollema, H.S.; Bot, A.; de Kruif, C.G. (2003). "Gelation Mechanism of Milk as Influenced by Temperature and pH; Studied by the Use of Transglutaminase Cross-Linked Casein Micelles". Journal of Dairy Science 86 (5): 1556–63. PMID 12778566. doi:10.3168/jds.S0022-0302(03)73741-2. 
  12. ↑ Rao, Mala B.; Tanksale, Aparna M.; Ghatge, Mohini S.; Deshpande, Vasanti V. (1998). "Molecular and Biotechnological Aspects of Microbial Proteases". Microbiology and Molecular Biology Reviews 62 (3): 597–635. PMC 98927. PMID 9729602. doi:10.1128/MMBR.62.3.597-635.1998. 
  13. ↑ Drøhse, Helle B.; Foltmann, Bent (1989). "Specificity of milk-clotting enzymes towards bovine κ-casein". Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Protein Structure and Molecular Enzymology 995 (3): 221–4. PMID 2495817. doi:10.1016/0167-4838(89)90039-3. 
  14. ↑ 14,0 14,1 Esteves, C.L.C.; Lucey, J.A.; Wang, T.; Pires, E.M.V. (2003). "Effect of pH on the Gelation Properties of Skim Milk Gels Made from Plant Coagulants and Chymosin". Journal of Dairy Science 86 (8): 2558–67. PMID 12939079. doi:10.3168/jds.S0022-0302(03)73850-8. hdl:10316/3878. 
  15. ↑ 15,0 15,1 15,2 Silva, S.V.; Malcata, F.X. (2005). "Partial Identification of Water-Soluble Peptides Released at Early Stages of Proteolysis in Sterilized Ovine Cheese-Like Systems: Influence of Type of Coagulant and Starter". Journal of Dairy Science 88 (6): 1947–54. PMID 15905424. doi:10.3168/jds.S0022-0302(05)72870-8. hdl:10400.14/6738. 
  16. ↑ Kobayashi, Hideyuki (2004). "Polyporopepsin". En Barrett, Alan J.; Woessner, J. Fred; Rawlings, Neil D. Handbook of Proteolytic Enzymes. pp. 111–5. ISBN 978-0-12-079611-3. doi:10.1016/B978-0-12-079611-3.50035-5. 
  17. ↑ 17,0 17,1 17,2 Carlson, Alfred; Hill, Charles G.; Olson, Norman F. (1987). "Kinetics of milk coagulation: II. Kinetics of the secondary phase: Micelle flocculation". Biotechnology and Bioengineering 29 (5): 582,589, 590–600. PMID 18576490. doi:10.1002/bit.260290508. 
  18. ↑ 18,0 18,1 Poza, M.; Sieiro, C.; Carreira, L.; Barros-Velázquez, J.; Villa, T. G. (2003). "Production and characterization of the milk-clotting protease of Myxococcus xanthus strain 422". Journal of Industrial Microbiology and Biotechnology 30 (12): 691–8. PMID 14634834. doi:10.1007/s10295-003-0100-y. 
  19. ↑ Hull, M.E. (1947). "Studies on Milk Proteins. II. Colorimetric Determination of the Partial Hydrolysis of the Proteins in Milk". Journal of Dairy Science 30 (11): 881–4. doi:10.3168/jds.S0022-0302(47)92412-0. 
  20. ↑ Christen, G.L. (1987). "A Rapid Method for Measuring Protease Activity in Milk Using Radiolabeled Casein". Journal of Dairy Science 70 (9): 1807–14. PMID 3117854. doi:10.3168/jds.S0022-0302(87)80218-7. 
  21. ↑ Twining, Sally S. (1984). "Fluorescein isothiocyanate-labeled casein assay for proteolytic enzymes". Analytical Biochemistry 143 (1): 30–4. PMID 6442109. doi:10.1016/0003-2697(84)90553-0. 
  22. ↑ Hoareau Alves, Karine; Bochard Valérie; Réty Stéphane; Jalinot Pierre (Sep 2002). "Association of the mammalian proto-oncoprotein Int-6 with the three protein complexes eIF3, COP9 signalosome and 26S proteasome". FEBS Lett. (Netherlands) 527 (1–3): 15–21. ISSN 0014-5793. PMID 12220626. doi:10.1016/S0014-5793(02)03147-2. 
  23. ↑ Ageitos, J.M.; Vallejo, J.A.; Poza, M.; Villa, T.G. (2006). "Fluorescein Thiocarbamoyl-Kappa-Casein Assay for the Specific Testing of Milk-Clotting Proteases". Journal of Dairy Science 89 (10): 3770–7. PMID 16960051. doi:10.3168/jds.S0022-0302(06)72418-3. 

Véxase tamén

[editar | editar a fonte]

Bibliografía

[editar | editar a fonte]

Ligazóns externas

[editar | editar a fonte]