Quimotripsina

Qué es la quimotripsina

El Diccionario de términos médicos de la Real Academia Nacional de Medicina hace derivar el nombre del griego khȳmo- ("flujo", "líquido biológico") y de "tripsina", vocablo acuñado en 1874 por el fisiólogo alemán Wilhelm Kühne a partir del griego trípsis, "frotamiento": la tripsina se había aislado años antes frotando páncreas con glicerina, y el nuevo nombre se limitó a añadir el prefijo que apunta al entorno digestivo. En inglés el término está documentado desde 1933, un año antes de que los bioquímicos Moses Kunitz y John Howard Northrop lograran cristalizarla y confirmaran que se trataba de una enzima distinta de la tripsina.

Es una serina-proteasa con actividad endopeptidasa: corta enlaces peptídicos en el interior de la cadena, no en sus extremos, y lo hace con preferencia por los aminoácidos neutros más voluminosos e hidrofóbicos. Pertenece, junto con la tripsina y la elastasa, a la familia de las peptidasas que llevan una serina en su centro activo, todas ellas derivadas de un mismo gen ancestral.

Cómo se activa

Se segrega en forma inactiva para no digerir el propio páncreas. La activación corre a cargo de la tripsina, que a su vez depende de la enteropeptidasa intestinal: una escisión desencadena la siguiente, en cascada. Los detalles moleculares (una cadena de 245 aminoácidos, un corte inicial y dos posteriores, cinco puentes disulfuro que mantienen unidos los fragmentos) corresponden propiamente al quimotripsinógeno, su precursor.

La propia quimotripsina produce después una autoactivación adicional, escindiendo dos enlaces peptídicos más sobre moléculas recién formadas. El resultado final es una enzima madura de tres cadenas polipeptídicas unidas entre sí por puentes disulfuro, plegadas en dos dominios con forma de barril que dejan el centro activo escondido en la hendidura que ambos forman.

Mecanismo catalítico

En el fondo de esa hendidura actúan tres residuos que la bioquímica conoce como tríada catalítica: serina 195, histidina 57 y aspartato 102. Funcionan en cadena. El aspartato atrae un protón de la histidina, la histidina atrae a su vez el protón de la serina, y esa serina, convertida así en un nucleófilo muy reactivo, ataca el enlace peptídico del sustrato. La primera estructura tridimensional de la enzima, resuelta por el equipo de David Blow en 1967, permitió ver esta disposición directamente; dos años después, el propio Blow, junto con Birktoft y Hartley, describió el mecanismo de "relevo de carga" que explica por qué funciona.

La especificidad depende de un bolsillo hidrofóbico contiguo al centro activo (el llamado bolsillo S1), donde encajan cadenas laterales grandes y apolares. Ahí está la diferencia con sus enzimas hermanas: la tripsina tiene un bolsillo cargado negativamente que atrae residuos básicos como la lisina o la arginina, y la elastasa lo tiene obstruido por dos valinas que solo dejan pasar cadenas pequeñas, como la de la alanina o la glicina. Misma tríada, mismo plegamiento, sustratos distintos.

Isoformas

Se han descrito tres. La A y la B comparten código enzimático, son mayoritarias, muy parecidas entre sí y responden a la especificidad descrita más arriba. La C tiene un repertorio algo más amplio: además de los aminoácidos aromáticos, corta también junto a metionina, glutamina y asparagina. En las décadas de 1930 y 1940, antes de que se ordenara esta nomenclatura, distintos laboratorios habían ido describiendo formas cristalinas sucesivas (alfa, beta, gamma, delta, pi) que resultaron ser, en realidad, distintos estadios de activación y purificación de una misma proteína.

Preguntas frecuentes

¿En qué se diferencia la quimotripsina de la tripsina?

Comparten tríada catalítica y plegamiento general, pero no el bolsillo que reconoce al sustrato. La tripsina corta junto a lisina y arginina; la quimotripsina, junto a fenilalanina, tirosina y triptófano.

¿Quién descubrió la quimotripsina?

Kunitz y Northrop la cristalizaron en 1934 en el Instituto Rockefeller y le dieron su nombre actual, aunque el término ya circulaba en la literatura científica desde el año anterior. Northrop recibió por este tipo de trabajo el Nobel de Química de 1946, compartido con James Sumner y Wendell Stanley.

¿Actúa la quimotripsina en el estómago?

No. Trabaja en el duodeno, en un medio casi neutro. El pH ácido del estómago inactivaría su centro catalítico; por eso el organismo la fabrica y la almacena en el páncreas hasta el momento de secretarla al intestino.

¿Por qué se llama "quimo-tripsina" si actúa después del quimo?

La raíz griega que comparte con "quimo" no alude a una etapa concreta de la digestión, sino al sentido original de la palabra: "líquido biológico" o "flujo". El nombre combina esa raíz con "tripsina" siguiendo el patrón habitual de la nomenclatura enzimática del siglo XIX, más que describiendo una secuencia temporal exacta.

Referencias

1. Real Academia Nacional de Medicina. Quimotripsina. Diccionario de términos médicos.
2. Worthington Biochemical Corporation. Chymotrypsin. Worthington Enzyme Manual.
3. Blow DM, Birktoft JJ, Hartley BS. Role of a buried acid group in the mechanism of action of chymotrypsin. Nature. 1969;221:337-340.
4. Etymonline. Tryptic. Online Etymology Dictionary.