Tripsinas de crustáceos: caracterización y modulación

Abstract

Los esfuerzos realizados para entender el sistema digestivo de crustáceos han generado avances importantes. Una buena cantidad de experimentos han sido dirigidos para conocer las condiciones físicas, químicas y biológicas que promueven un mayor aprovechamiento del alimento, un mayor crecimiento, supervivencia y menores costos en la alimentación. En apoyo a estos esfuerzos, en esta tesis se analiza una parte del sistema enzimático, en particular, los eventos postraduccionales y las características de la tripsina que permiten la digestión de proteína en el sistema digestivo del camarón Penaeus vannamei. En este organismo, la tripsina está compuesta por tres isoformas, las cuales fueron estudiadas para conocer si se almacenan como zimógenos y en que células lo hacen, así como las características bioquímicas y cinéticas de cada isoforma, también se estudió el genotipo, la modulación del fenotipo, y las ventajas que presenta cada uno de los fenotipos distribuidos en la población. Las isoformas A, B y C, se almacenan como zimógeno en las células B de la glándula digestiva. En cortes histológicos se observó que las células B son las que vierten su contenido al lumen donde entran en contacto con el quimo. Las tres isoformas fueron aisladas para estudiarlas en forma individual y compararlas entre ellas y tripsinas de diferentes orígenes. La secuencia amino-terminal de las tres isoformas coincide con las secuencias deducidas obtenidas por otros investigadores y confirma que ellas son moléculas diferentes. Las tres glicoproteínas fueron estudiadas para conocer la concentración óptima de calcio, temperatura, pH óptimo de actividad y la actividad residual al incubarse con inhibidores. Las característica cinéticas encontradas, muestran que el KM de las tres isoformas es mucho menor que el de las tripsinas de diferente origen y tienen una mayor eficiencia catalítica. La isoforma C presenta el menor KM y la mayor eficiencia catalítica. Las tres isoformas se distribuyen formando tres fenotipos: fenotipos ABC, BC y AC. Realizando experimentos con cruzas entre individuos de los diferentes fenotipos, se determinó que las tres isoformas son el producto de 2 loci, 1 monomórfico y otro polimórfico con dos alelos. Las frecuencias fenotípicas en diferentes familias analizadas se ajustaron a lo esperado para una segregación Mendeliana, en las cuales los caractéres (en este caso las isoformas) se segregan en proporciones definidas y no son influenciadas por factores externos e internos. En conclusión, el sistema digestivo de P. vannamei es propio de un organismo que se alimenta en forma frecuente. La síntesis de la tripsina no es iniciada por efecto de la ingestión, P. vannamei siempre esta listo enzimáticamente para digerir proteína que ingrese al tracto digestivo. La isoforma C, la cual pertenece al locus génico monomórfico parece ser la tripsina más eficiente de las tres, esta isoforma se sintetiza en todos los organismos por lo que las diferencias entre las isoformas A y B son las que podrían generar alguna ventaja por tener uno u otro fenotipo. El bajo KM y la alta eficiencia catalítica de las tres isoformas pueden ser parte de la estrategia digestiva debido a que el organismo tiene un intestino muy corto y la digestión se realiza en menos de 2 h después de la ingestión.