Quitinase

Quitinases (EC 3.2.1.14) são endoglicosil-hidrolases que clivam as ligações glicosídicas da quitina, que é um polissacarídeo linear, formado por unidades de N-acetil-glicosamina unidas por ligações do tipo β-[1-4]. Quitinases de insetos participam na degradação da cutícula na muda, no turnover da membrana peritrófica e na digestão de fungos.

Quitinases constituem parte da família 18 das glicosídeo hidrolases (COUTINHO & HENRISSAT, 1999). As proteínas dessa família possuem uma estrutura modular (ARAKANE et al., 2003), podendo ser constituídas de um peptídio sinal (aminoácidos 1 a 19 da seqüência da quitinase de Manduca sexta), um domínio catalítico (resíduos 20 a 395), um domínio conector rico em serinas e treoninas (resíduos 396 a 496) e um domínio de ligação a quitina rico em cisteínas (resíduos 497 a 554).

A presença de um peptídio sinal indica que essas enzimas são secretadas para o espaço extracelular - esse peptídio, entretanto, não é conservado, sendo característico do táxon considerado. Em insetos, parece haver certa conservação dentro de uma mesma ordem.

O domínio catalítico das quitinases de insetos possui uma série de resíduos conservados. Entre eles encontram-se os resíduos de aspartato e tirosina envolvidos diretamente em catálise (AALTEN et al., 2001).

O domínio conector rico em serinas e treoninas parece ser importante para o dobramento adequado dessas proteínas durante a secreção e para a estabilidade dessa enzima frente a proteases (ARAKANE et al., 2003).

O domínio C-terminal rico em cisteínas é importante para o reconhecimento e atividade sobre quitina. A retirada desse domínio na quitinase de M. sexta reduz drasticamente a atividade dessa enzima sobre o substrato natural, mas não afeta a atividade sobre oligossacarídeos ou substratos sintéticos como metil-umbelliferil-b-D-quitotriosídeo  (ARAKANE, 2003).

Diversas funções têm sido propostas para as quitinases de insetos. Grande parte delas estão claramente envolvidas no processo da muda, participando na digestão do exoesqueleto a ser substituído. Nesses casos, a quitinase é secretada para o espaço entre a cutícula velha e a cutícula nova. Outra função seria a de regular o processo de síntese e degradação da membrana peritrófica.

Hidrólise aleatória de N-acetil-β-D-glucosaminídeo (1→4)-ligações β em quitina e quitodextrinas

chitodextrinase; 1,4-β-poly-N-acetylglucosaminidase; poly-β-glucosaminidase; β-1,4-poly-N-acetyl glucosamidinase; poly[1,4-(N-acetyl-β-D-glucosaminide)] glycanohydrolase

1. 4-metilumbeliferil beta-D-N,N',N''-triacetilquitotriosídeo
2. 3,4-dinitrofeniltetra-N-acetil-beta-D-quitotetraosídeo
3. 4-metilumbeliferil GlcNAcbeta(1-4)GlcNAcbeta(1-4)GlcNAc
4. 4-metilumbeliferil-N,N'-diacetilquitobiose
5. 4-nitrofenil beta-N,N',N''-triacetilquitotriosídeo
6. 2-acetamido-2-desoxi-4-O-(2-acetamido-2-desoxi-4-O-metil-beta-D-glicopiranosil)-1-O-4-metilumbeliferil-beta-D-glicopiranosídeo

Para mais informações acesse:

• Quitina

1. Faria, M.V. Quitinases de Rhodnius prolixus: padrão tecidual e temporal da atividade enzimática e caracterização da atividade quitinolítica intestinal. 2013. Monografia apresentada a Universidade do Grande Rio, Duque de Caxias.
2. Taylor EJ, Dennis RJ, Macdonald JM, Tarling CA, Knapp S, Withers SG, Davies GJ. Angew. Chem. Int. Ed. Engl. (2010)
3. Zechmeister, L. and Tóth, G. Chromatographic adsorption of the enzymes of emulsin which act on chitins. Enzymologia 7 (1939) 165-169.
4. Tracey, M.V. Chitinase in some basidiomycetes. Biochem. J. 61 (1955) 579-586.
5. Fischer, E.H. and Stein, E.A. Cleavage of O- and S-glycosidic bonds (survey), in Boyer, P.D., Lardy, H. and Myrbäck, K. (Eds.), The Enzymes, 2nd edn., vol. 4, Academic Press, New York , 1960, pp. 301-312

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