Una translocasa es un término general utilizado para describir una proteína que asiste en el movimiento de otra molécula, generalmente a través de una membrana celular. Estas enzimas catalizan el desplazamiento de iones o moléculas a través de las membranas o su separación dentro de las mismas. Para evitar ambigüedades entre los términos "dentro" y "fuera", la reacción se designa técnicamente como una transferencia desde el "lado 1" al "lado 2".
En el contexto de la microbiología, las translocasas representan el sistema de secreción más común en las bacterias Gram positivas. Además, históricamente, el término se utilizó para referirse a la proteína ahora conocida como factor de elongación G, debido a su función en el desplazamiento del ARN de transferencia (tRNA) y el ARN mensajero (mRNA) a través del ribosoma.
Historia y Clasificación
La lista de nomenclatura y clasificación enzimática fue aprobada inicialmente por la Unión Internacional de Bioquímica en 1961. Originalmente, se reconocieron seis clases de enzimas basadas en la reacción química catalizada: oxidorreductasas (EC 1), transferasas (EC 2), hidrolasas (EC 3), liasas (EC 4), isomerasas (EC 5) y ligasas (EC 6).
Con el tiempo, se hizo evidente que ninguna de estas categorías describía adecuadamente al grupo de enzimas que catalizan el movimiento de iones o moléculas a través de membranas. Muchas de estas proteínas implicaban la hidrólisis de ATP y habían sido clasificadas erróneamente como ATPasas (EC 3.6.3.-), a pesar de que la hidrólisis no era su función principal. En agosto de 2018, la Unión Internacional de Bioquímica y Biología Molecular creó una nueva clase enzimática: las translocasas (EC 7).
Mecanismo de Catálisis
La mayoría de las translocasas catalizan una reacción siguiendo este esquema general:
- AX + Blado 1 || = A + X + || Blado 2
Un ejemplo claro es la ATPasa de dos sectores que transporta H+, la cual desfosforila el ATP en ADP mientras transporta protones al otro lado de la membrana:
- ATP + H2O + 4 H+lado 1 = ADP + fosfato + 4 H+lado 2
No obstante, existen excepciones como la ascorbato ferrireductasa, donde la enzima solo transporta un electrón durante la catálisis de una reacción de oxidorreductasa entre una molécula y un catión inorgánico situados en lados opuestos de la membrana.
Función Biológica
La función fundamental de las translocasas es catalizar el movimiento de iones o moléculas a través de las membranas. Este proceso se clasifica como transporte activo de membrana, un proceso que requiere energía para bombear moléculas e iones en contra de un gradiente de concentración.
Su importancia biológica es crítica, ya que permiten procesos celulares esenciales que mantienen la homeostasis y la funcionalidad de la célula.
Clasificación Detallada de las Translocasas
Las subclases enzimáticas designan el tipo de componente transferido, mientras que las sub-subclases indican el proceso de reacción que proporciona la fuerza impulsora para la translocación.
EC 7.1: Translocación de hidrones
Esta subclase contiene translocases que catalizan la translocación de hidrones (protones). Se dividen según la reacción vinculada:
- EC 7.1.1: Translocación de hidrones o separación de carga vinculada a reacciones de oxidorreductasa.
- EC 7.1.2: Translocación de hidrones vinculada a la hidrólisis de un nucleósido trifosfato.
- EC 7.1.3: Translocación de hidrones vinculada a la hidrólisis de difosfato.
Un ejemplo fundamental de este grupo es la ATP sintasa (EC 7.1.2.2).
EC 7.2: Translocación de cationes inorgánicos y sus quelatos
Esta subclase transfiere cationes metálicos. Sus divisiones incluyen:
- EC 7.2.1: Vinculada a reacciones de oxidorreductasa.
- EC 7.2.2: Vinculada a la hidrólisis de un nucleósido trifosfato.
- EC 7.2.4: Vinculada a la descarboxilación.
La bomba Na+/K+ (EC 7.2.2.13) es una de las translocasas más importantes de este grupo.
EC 7.3: Translocación de aniones inorgánicos
Esta subclase se encarga de transferir aniones inorgánicos. Actualmente, la subclase más representada es la EC 7.3.2, vinculada a la hidrólisis de un nucleósido trifosfato, la cual transporta diversos aniones como fosfato, fosfonato, sulfato, nitrato y molibdato mediante proteínas de unión específicas.
