¿Cómo se produce la N-acetilglucosamina, el monómero a partir del cual se sintetiza la quitina? ¿Cuál es la razón por la cual la quitina se usa en crustáceos e insectos pero no en humanos?

Comienza a partir de trehalosa, el azúcar más común en la hemolinfa, simplemente un disacárido de glucosa. El diagrama de flujo de la trehalosa se ve así:

  1. La trehalosa se hidroliza por trehalasa a glucosa;
  2. La glucosa se fosforila mediante hexoquinasa a glucosa-6-fosfato, luego se convierte en fructosa-6-fosfato por glucosa-6-isomerasa;
  3. La fructosa-6-fosfato está anadada a glucosamina-6-fosfato (enzima: glutamina: fructosa-6-fosfato aminotransferasa);
  4. Finalmente, acetilación de glucosamina-6-fosfato a N-acetilglucosamina-6-fosfato (enzima: glucosamina-6-fosfato N-acetiltransferasa).

Desde ese monómero hasta quitina, tiene los siguientes pasos (aunque los detalles pueden variar fuera de los insectos y las costras):

  1. La fosfacetilglucosamina mutasa transforma la glucosamina-6-fosfato en N-acetilglucosamina-1-fosfato.
  2. Esto luego se activa con la ayuda de uridina trifosfato y UDP-N-acetilglucosamina pirofosforilasa, lo que resulta en uridina difosfo N-acetilglucosamina.
  3. Esto puede ser polimerizado por quitina sintasa a quitina + N-acetilglucosamina.

La naturaleza de la quitina depende del organismo (artrópodos, moluscos, nematodos, esponjas, hongos, plantas, todos manejan la quitina de manera diferente). Si quieres leer más acerca de quitina, recomiendo este libro (¡un poco caro, pero pídele a la biblioteca de tu universidad que lo obtenga!): Chitin, segunda edición: cumplir una promesa de biomateriales

En cualquier caso, la razón por la que los humanos no la tienen es simplemente porque no tenemos el conjunto de herramientas genéticas para ello. Ejecuté una búsqueda genética rápida y sucia de quitina sintasa (quitina sintasa) y aparecieron unos patéticos 29 éxitos de vertebrados (de un total de 1935). Estos están relacionados con el informe reciente de síntesis de quitina en peces y anfibios (la quitina se produce endógenamente en vertebrados). Teniendo en cuenta que el genoma humano es bien conocido, es muy poco probable que simplemente hayamos pasado por alto un gen homólogo, especialmente teniendo en cuenta que el hallazgo anterior surgió de una búsqueda específica de secuencias homólogas. La quitina sintasa en los vertebrados parece desaparecer en el límite amniote.