¿Qué es la sacarasa?
La sacarasa, conocida también como complejo sacarasa-isomaltasa, es un complejo enzimático membranal con actividad α-glicosilasa perteneciente al grupo de las hidrolasas integrales (conformado por glicosidasas y peptidasas).
Está presente en las microvellosidades intestinales de muchos animales terrestres como los mamíferos, las aves y los reptiles. Según distintas fuentes bibliográficas, otros nombres aceptados de esta enzima son oligo-1,6-glucosidasa, α-metil glucosidasa, isomaltasa y oligosacárido α-1,6-glucosidasa.
Es una enzima con actividad similar a la invertasa encontrada en plantas y microorganismos. Su función primordial es la de hidrolizar el enlace glucosídico entre los monosacáridos (glucosa y fructosa) que componen la sacarosa ingerida con los alimentos.
Tiene funciones digestivas de suma importancia, pues la sacarosa no puede ser transportada como disacárido hacia el interior de las células intestinales y, por ende, su hidrólisis permite la absorción intestinal de sus monosacáridos constituyentes.
La síntesis y actividad de la sacarasa-isomaltasa en las células intestinales de los animales está regulada a muchos niveles: durante la transcripción y traducción, durante la glicosilación y también durante su procesamiento postraduccional.
Cuando alguno de estos eventos falla u ocurre algún tipo de mutación en el gen que la codifica, en los humanos se produce una condición patológica conocida como síndrome de deficiencia de sacarosa, que se relaciona con la imposibilidad de metabolizar disacáridos.
Características de la sacarasa
– Función. La sacarasa rompe la sacarosa en glucosa y fructosa en el proceso conocido como inversión de la sacarosa.
– Sustrato. El sustrato específico de la sacarasa es la sacarosa, un azúcar común que está en diversos alimentos, como la caña de azúcar y la remolacha.
– Localización. Se halla en diversas fuentes, como microorganismos, plantas y animales. En los seres humanos, la sacarasa se produce en el intestino delgado.
– Especificidad. Como se comentó, el sustrato específico es la sacarosa, por lo tanto, no actúa significativamente sobre otros tipos de azúcares.
– pH. Para la sacarasa intestinal humana, el pH óptimo está alrededor de 6.5 a 7.0.
– Tiempo de vida. La vida media de la sacarasa varía entre 4 y 16 horas, por lo que las células intestinales invierten mucha energía en los ciclos de síntesis y degradación de la sacarasa para mantener su actividad en niveles relativamente constantes.
Estructura de la sacarasa
La forma inicial de la enzima sacarasa, el polipéptido pro-SI, tiene aproximadamente 260 kDa y 1827 aminoácidos. No obstante, la actividad proteolítica de las proteasas pancreáticas produce dos subunidades de 140 kDa y 120 kDa, que representan la isomaltasa y la sacarasa, respectivamente.
Esta enzima es una glicoproteína con porciones sacáridas N– y O-glicosiladas y los estudios de su secuencia revelan la presencia de más de 19 sitios de glicosilación. Las porciones carbohidratadas representan más del 15% del peso de la proteína y están compuestas esencialmente por ácido siálico, galactosamina, manosa y N-acetilglucosamina.
Puesto que las dos subunidades del complejo sacarasa-isomaltasa no son exactamente iguales, muchos autores consideran que esta enzima es, en realidad, un heterodímero, donde cada subunidad consiste en una cadena polipeptídica lineal glicosilada y que se asocia a través de enlaces no covalentes.
La subunidad isomaltasa posee un segmento hidrofóbico de 20 residuos aminoacídicos que están implicados en su asociación con la membrana de los enterocitos (células intestinales) y que representan un ancla permanente y una señal peptídica para dirigirse hacia el retículo endoplásmico.
El sitio activo de ambas subunidades, sacarasa e isomaltasa, se encuentra en la membrana plasmática de los enterocitos, protruyendo hacia el lumen intestinal.
Funciones de la sacarasa
- Digestión. En seres humanos y otros animales, esta enzima desempeña un papel importante en la digestión de la sacarosa presente en los alimentos. Se produce en el intestino delgado y ayuda a descomponer la sacarosa en sus azúcares constituyentes, glucosa y fructosa, que luego el organismo puede absorber.
- Obtención de energía. La sacarosa, como azúcar, es una fuente de energía. La sacarasa contribuye a descomponer la sacarosa en azúcares simples que las células pueden absorber y utilizar para obtener energía mediante procesos metabólicos.
Usos de la sacarasa
- Producción de jarabe de alta fructosa. Industrialmente, la sacarasa se utiliza para producir jarabe de alta fructosa (JAF). Esta enzima ayuda a convertir parte de la sacarosa en fructosa, lo que aumenta el contenido de fructosa en el jarabe resultante. El jarabe se emplea ampliamente en la industria alimentaria como edulcorante.
- Fermentación. La sacarasa también puede emplearse en diversos procesos fermentativos, donde la conversión de sacarosa en glucosa y fructosa es un paso clave. Esto es importante para producir bebidas fermentadas, como la cerveza o el vino.
- Industria alimentaria. Se emplea en la fabricación de diversos productos alimenticios, como caramelos, galletas y productos horneados. Su alta capacidad para descomponer la sacarosa contribuye a que estos productos tengan una textura, sabor y características propias de los dulces.
Enfermedades relacionadas con la sacarasa en humanos
Existe una enfermedad autosómica congénita en los humanos conocida como deficiencia de sacarasa-isomaltasa o CSID (del inglés Congenital sucrase-isomaltase deficiency), que se relaciona con defectos en la digestión de oligo- y disacáridos osmóticamente activos.
Esta enfermedad tiene que ver con varios factores simultáneos, entre los que se han identificado el procesamiento incorrecto de la forma precursora pro-SI de la enzima, mutaciones genéticas, errores durante el transporte, etc.
Dicha condición resulta de difícil diagnóstico, siendo muchas veces confundida con intolerancia a la lactosa. Por ello, también se conoce como “intolerancia a la sacarosa”.
Se caracteriza por el desarrollo de calambres abdominales, diarreas, vómitos, jaquecas acompañadas de hipoglicemia, falta de crecimiento y ganancia de peso, ansiedad y producción excesiva de gases.
Referencias
- Brunner, J., Hauser, H., Braun, H., Wilson, K., Wecker, W., O’Neill, B., & Semenza, G. The Mode of Association of the Enzyme Complex Sucrase-Isomaltase with the Intestinal Brush Border Membrane. The Journal of Biological Chemistry.
- Cowell, G., Tranum-Jensen, J., Sjöström, H., & Norén, O. Topology and quaternary structure of pro-sucrase / isomaltase and final-form sucrase / isomaltase. Biochemical Journal.
- Hauser, H., & Semenza, G. Sucrase-Isomaltase: A Stalked Intrinsic Protein of the Brush Border Membrane. Critical Reviews in Bioch.
- Hunziker, W., Spiess, M., Semenza, G., & Lodish, H. F. The Sucrase-lsomaltase Complex: Primary Structure, Membrane-Orientation, and Evolution of a Stalked, Intrinsic Brush Border Protein. Cell.
- Naim, H. Y., Roth, J., Sterchi, E. E., Lentze, M., Milla, P., Schmitz, J., & Hauril, H. Sucrase-Isomaltase Deficiency in Humans. J. Clin. Invest.