GILBERTO MERCADO-MERCADO, NORMA L. DUARTE-MUÑOZ, EMILIO ÁLVAREZ-PARRILLA, LAURA A. DE LA ROSA Y ABRAHAM WALL-MEDRANO:
Fosfatasa alcalina (E.C.3.1.3.1): bioquímica y aplicaciones en las ciencias biomédicas, ecológicas y alimentarias
Sin embargo, diariamente aparecen nuevos
estudios que cuestionan estos preceptos, a la
luz de nuevas herramientas en bioquímica
estructural y a la construcción de nuevo
conocimiento sobre el legado de los primeros
enzimólogos como Pasteur, von Liebig y Kühne.
Ahora se sabe, por ejemplo, que hay enzimas
cuyo control biológico radica en su afinidad
gradual por diversos sustratos (Panosian et al.,
reacciones en donde se les ve involucradas, se
les considera una superfamilia (van Loo et al.,
2010). Por esta razón, frecuentemente son sub
clasificadas en grupos, por organismo y por
sustrato utilizado (Brenda, 2011).
Sustratos. Tanto las fosfatasas ácidas
(FAc) como las FAl, catalizan la hidrólisis del p-
nitrofenil-fosfato, a un compuesto (p-nitrofenol)
que absorbe a los 405 nm de longitud de onda
2011), que son dispuestas en ambientes más
(Figura 1). Esta reacción generalmente ha sido
o menos convenientes para su actividad
catalítica (Zhang et al., 2005), que pueden
intercambiar su estructura cuaternaria (Hawrylak
y Stinson, 1998) e incluso llevar a cabo reacciones
de primer o segundo orden a conveniencia (Van
Loo, 2010), o incluso exhibir «promiscuidad»
enzimática (López-Canut et al., 2011).
explotada con fines analíticos, en estudios
cinéticos y de identificación de FAl aisladas de
nuevas fuentes naturales (Wild-type) y
modificadas (mutantes). Así, se han reportado
diversos grados de afinidad por este sustrato
-8
(
Km) que van desde 1x10 mM y 0.265 mM en
organismos como Escherichia coli (Atyaksheva
et al., 2008) y bovinos (Barcena-Ruiz et al.,
El aprendizaje sobre estas y otras
características de una enzima en particular, da
cuenta no solo de su complejidad estructural y
eficiencia metabólica, sino también de su
posición en la escala evolutiva. Tal es el caso
de la superfamilia de las fosfatasas alcalinas
2
007) hasta 5.0 o 50.0 mM en isoenzimas
humanas (Kihn et al., 1991).
Figura 1. Reacción de catálisis del p-nitrofenol-fosfato
por la fosfasa alcalina. Fuente: elaboracion propia.
(
FAl), enzimas con actividad pleiotrópica
distribuidas ampliamente en todos los seres
vivos (Coleman, 1992; Zalatan et al., 2008) y
que han sido explotadas como indicadores
biológicos en diversas disciplinas químico-
biológicas.
Nomenclatura y cinética enzimática
de las FAl
Las FAl son metaloenzimas homodiméricas
que hidrolizan fosfatos unidos a nucleótidos,
proteínas, y muchos otros sustratos (Koutsioulis
et al., 2010), a pH entre 8 y 11 y en presencia de
Neuman (1968) evaluó la afinidad por
fosforotioatos O- y S-substituidos de las FAl de
Escherichia coli, de riñón y glándula prostática
bovina y las FAc de papa y germen de trigo, en
+
2
+2
iones Zn y Mg (Zalatan et al., 2008) y
-3
solución saturada de MgCl (7x10 M). El
2
-5
+
2
ocasionalmente de Co (Chen et al., 2008;
Koutsioulis et al., 2010). Su reacción catalítica
se da en dos pasos: en el primero de ellos genera
un intermediario covalente de fosfoserina y en el
segundo se da un ataque nucleofílico (en medio
acuoso o alcohólico) para liberar un fosfato
inorgánico y un nuevo fosfoester o especie libre
cisteamin-S-fosfato [Km entre 9.4x10 mM (E.
-4
coli) y 2.4x10 mM(Bovina)] fue hidrolizado por
las FAl, el O-p-nitrofeniltiofosfato lo fue por la FAc
-4
de papa (2.4x10 mM) y el p-nitrofenil fosfato por
las dos, básicamente a las mismas velocidades
reportadas con los sustratos hidrolizados en
forma individual. Por último, algunas FAl catalizan
preferentemente reacciones de trans
fosforilación en presencia de aceptores de
(
Koutsioulis et al., 2010). Su nombre sistemático
es fosfohidrolasa monoéster ortofosfórica
E.C.3.1.3.1) y debido a la gran cantidad de
(
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Vol. VI, No. 2 • Mayo-Agosto 2012 •