Aspectos Moleculares y Biotecnológicos de las Proteasas Microbianas

Las proteasas representan la clase de enzimas que ocupan una posición clave con respecto a sus roles fisiológicos así como sus aplicaciones comerciales. Desempeñan funciones tanto degradativas como sintéticas. Dado que son fisiológicamente necesarias para los organismos vivos, las proteasas se encuentran en una amplia diversidad de fuentes como plantas, animales y microorganismos. Los microbios son una fuente atractiva de proteasas debido al espacio limitado que requieren para su cultivo y su facilidad de susceptibilidad a la manipulación genética. Las proteasas se dividen en exopeptidasas y endopeptidasas según su acción en los extremos o en el interior, respectivamente. También se clasifican como proteasas serinas, proteasas aspárticas, proteasas cisteínicas y metaloproteasas dependiendo de la naturaleza del grupo funcional en el sitio activo. Las proteasas juegan un papel crítico en muchos procesos fisiológicos y patofisiológicos. Basado en su clasificación, cuatro tipos diferentes de mecanismos catalíticos están en operación. Las proteasas encuentran amplias aplicaciones en las industrias de alimentos y lácteos. Las proteasas alcalinas tienen un gran potencial para su aplicación en las industrias de detergentes y cuero debido a la creciente tendencia a desarrollar tecnologías respetuosas con el medio ambiente. Hay un renacimiento del interés en el uso de enzimas proteolíticas como objetivos para el desarrollo de agentes terapéuticos. Se han clonado y secuenciado genes de proteasas de varias bacterias, hongos y virus con los objetivos principales de (i) sobreproducción de la enzima mediante amplificación génica, (ii) delinear el papel de la enzima en la patogenicidad, y (iii) alteración en las propiedades enzimáticas para adaptarse a su aplicación comercial. Se han utilizado técnicas de ingeniería de proteínas para obtener proteasas que muestran especificidad única y/o estabilidad mejorada a altas temperaturas o pH, o en presencia de detergentes, y para entender las relaciones estructura-función de la enzima. Se han analizado secuencias de proteínas de proteasas ácidas, alcalinas y neutras de diversos orígenes con el objetivo de estudiar sus relaciones evolutivas. A pesar de la extensa investigación sobre varios aspectos de las proteasas, hay una escasez de conocimiento sobre los roles que rigen la especificidad diversa de estas enzimas. Desentrañar estos secretos nos permitiría explotar las proteasas para sus aplicaciones en biotecnología.