Beeta -galaktosidaasin ominaisuudet, rakenne, toiminnot

Se Beeta -galaktosidaasi, Kutsutaan myös β-galaktosidaasiksi tai β-D-galaktohydrolyseeksi on entsyymi, joka kuuluu glykosilihydrolaasien perheeseen, joka kykenee hydrolysoimaan galaktosyylijätteitä erityyppisistä molekyyleistä: polymeerejä, oligosakkarideja ja sekundaarisia metaboliiteja. 

Aikaisemmin nimellä "laktaasi", sen jakauma, samoin kuin substraattina toimivien oligo- ja β-galaktiivisuuspolysakkaridit, ovat erittäin laajat. Sitä löytyy bakteereista, sienistä ja hiivoista; Kasveissa se on yleistä manteleilla, persikoissa, aprikoosissa ja omenoissa sekä eläimissä sitä on läsnä elimissä, kuten vatsassa ja suolistossa.

B-galaktosidaasientsyymin rakenteen graafinen esitys (lähde: Jawahar Swaminathan ja MSD: n henkilökunta Euroopan bioinformatiikan instituutissa [julkinen verkkotunnus] Wikimedia Commonsin kautta)

Tutkituin entsyymi on Opeon Lac - JA. koli, Gen -koodattu Lacz, joiden tutkimukset ovat olleet avainasemassa geneettisten operaatioiden ja niiden monien sääntely -näkökohtien ymmärtämisessä.

Se kuuluu tällä hetkellä parhaiten tutkittuun entsyymiryhmään ja niiden tunnetuin funktio on laktoosin glukosidisten linkkien hydrolyysi. Se täyttää organismien välttämättömät metaboliset toiminnot, jotka ilmaisevat sen ja sitä käytetään myös erilaisissa teollisissa tarkoituksissa.

Teollisuussovellusten joukossa ovat maitotuotteiden laktoosin poistaminen laktoosi -intoleransseihin ja useiden galakkositeetin yhdisteiden tuotanto. Niitä käytetään myös monien maitotuotteiden makeutta, makua ja ruuansulatusta.

[TOC]

Ominaisuudet

Galakkositeettisubstraattien, kuten laktoosi. Tämä on todistettu löydettynä näiden metallien ammattiliittopaikat sen rakenteessaan.

Luonnossa olevilla β-galaktosidoilla on monenlaisia ​​pH-alueita, joihin ne voivat toimia. Sienen entsyymit toimivat happoympäristöissä (2.5-5.4), kun taas hiivat ja bakteerit toimivat välillä 6–7 pH -yksikköä.

Voi palvella sinua: Gram -negatiiviset bakteerit

β-galactosidas bakteeri

Bakteereilla on suuria galato-hydrolyyttisiä entsyymejä verrattuna muihin analysoituihin galactosidasiin. Näissä organismeissa sama entsyymi katalysoi kolmen tyyppisiä entsymaattisia reaktioita:

- Hydrolysa -laktoosi sen konstitutiivisiin monosakkarideihin: galaktoosi ja glukoosi.

- Katalysoi laktoosin transgastiilia alolaktoosiin, disakkaridisokeriin, joka osallistuu oponiin kuuluvien geenien ilmentymisen positiiviseen säätelyyn Lac, E -.

- Hydrolysoi alolaktoosia samanlaisen kuin miten se toimii laktoosilla.

β-galactosidas-sieni

Sienissä on β-galaktosidaasientsyymit, jotka ovat alttiimpia galaktoosin estämiselle kuin muihin organismeihin kuuluvat entsyymit. Nämä ovat kuitenkin lämpöstabiileja ja työskentelevät happojen pH -alueilla.

Näiden sienten entsyymien välittämä laktoosimetabolia on jaettu solunulkoisiin ja sytosolisiin.

Rakenne

Bakteerien β-galaktosidaasientsyymi on tetrameerinen entsyymi (neljästä identtisestä alayksiköstä, A-D) ja jokaisella sen monomeereillä on enemmän kuin 1.000 aminohappojätettä, mikä tarkoittaa yli 100 kDa: n molekyylipainoa jokaiselle ja yli 400 kDa: lle kompleksiproteiinille.

Kasveissa päinvastoin, entsyymi on huomattavasti pienempi, ja sitä voidaan yleensä löytää identtisten alayksiköiden dimeerinä.

Kunkin monomeerin domeenit erotetaan numeroilla 1 - 5. Domeenilla 3 on tynnyrirakenne α/β “TIM” ja sillä on aktiivinen kohta tynnyrin C-terminaalisessa päässä.

Voi palvella sinua: eläin- ja kasvien organogeneesi ja sen ominaisuudet

Oletetaan, että entsymaattisen kompleksin aktiiviset kohdat jakautuvat monomeerien kesken, joten tämä entsyymi on biologisesti aktiivinen vain, kun se on kompleksoitu tetrametrina.

Sen aktiivisella paikalla on kyky liittyä d-glukosaan ja d-galaktoosiin, kahta monosakkaridia, jotka muodostavat laktoosin. Se on erityisen spesifinen D-galaktoosille, mutta se ei ole niinkään glukoosille, joten entsyymi voi toimia muihin galaktosideihin.

Funktiot

Eläimissä

Ihmisten suolistossa tämän entsyymin päätehtävä liittyy ruoalla nautitun laktoosin imeytymisen kanssa, koska se sijaitsee suolistosolujen plasmamembraanin luminaalilla pinnalla harjan muodon muodossa.

Lisäksi on osoitettu, että tämän entsyymin lysosomaaliset isoformit osallistuvat monien glukolipidien, mukopolysakkaridien ja galaktiivisuuden glykoproteiinien hajoamiseen, jolla on useita tarkoituksia eri solureiteillä.

Kasveissa

Kasveissa on β-galaktosidaasientsyymejä lehdissä ja siemenissä. Nämä täyttävät tärkeät toiminnot galactolipidien katabolismissa, jotka ovat tyypillisiä levälle ja kasveille yleensä.

Näissä organismeissa β-galaktosidaasi osallistuu kasvien kasvuprosesseihin, hedelmien kypsymiseen ja ylemmissä kasveissa tämä on ainoa tunnettu entsyymi, joka kykenee hydrolysoimaan galaktosyylijätteitä soluseinämän galakositeettipolysakkarideista.

Teollisuudessa ja tutkimuksessa

Meijerituotteisiin liittyvässä elintarviketeollisuudessa käytetään β-galaktosidaasientsyymiä maitotuotteissa läsnä olevan laktoosin hydrolyysiä, mikä vastaa monista näiden tuotteiden varastointiin liittyvistä virheistä.

Tämän sokerin hydrolyysi pyrkii välttämään hiukkasten sedimentaatiota, jäädytettyjen maitojälkiruokien kiteyttämistä ja ”hiekkaran” tekstuurien esiintymistä useimmissa maidon kaupallisissa johdannaisissa.

Voi palvella sinua: Maan ruokaketju: Linkit ja esimerkki

P-galaktosidaasi, jota käytetään teollisesti, saadaan yleisesti sienestä Aspergillus SP., Vaikka hiivan tuottama entsyymi Kluyveromyces lactis Sitä käytetään myös laajasti.

Β-galaktosidaasiaktiivisuus, joka kääntyy tieteellisiksi termeiksi, kuten ”laktoosin käyminen”, testataan rutiininomaisesti gram-negatiivisten enterobakteerien tunnistamiseksi, jotka ovat läsnä erityyppisissä näytteissä.

Lisäksi lääketieteellisesti sitä käytetään laktoosivapaan meijerituotteiden tuotantoon ja laktoosi -intoleranssien käyttämien tablettien formulointiin maito- ja johdannaisten (jogurtti, juusto, jäätelö, voita, voidetta jne.) Sukimiseen ja niiden formulointiin.

Sitä käytetään "biosensoreina" tai "biomarkkereina", joilla on tarkoitettu monimuotoisuus immunomäärityksistä ja toksikologisesta analyysistä geeniekspression analysointiin ja patologioiden diagnoosiin tämän entsyymin kemiallisen immobilisaation ansiosta erityisissä tuissa erityisissä tuissa.

Viitteet

1. Henrissat, b., & Daviest, g. (1997). Glykosidihydrolien rakenne- ja sekvenssipohjainen luokittelu. Nykyinen biologia, 7, 637-644.
2. Huber, r. (2001). Beeta (b) -galaktosidaasi. Akateeminen lehdistö, 212-214.
3. Husain, Q. (2010). β galactosidaese ja niiden mahdolliset sovellukset: katsaus. Kriittiset arvostelut biotekniikassa, 30, 41-62.
4. Tuomari, D. H., Matthews, b. W -., & Huber, R. JA. (2012). Lacz B-galaktosidaasi: historiallisen ja molekyylin biologisen merkityksen entsyymin rakenne ja toiminta. Tiedeproteiini, kaksikymmentäyksi, 1792-1807.
5. Lee, b. JA., Han, J. -Lla., Im, J. S., Morrone, a., Johung, k., Goodwin, c.,… Hwang, ja. S. (2006). Vanhentunut β -galaktosidaasi on lysosomaalinen β -gastosidaasi. Ikääntyvä solu, 5, 187-195.
6. Matthews, b. W -. (2005). E: n rakenne. β-galaktosidaasi coli. C. R -. Biologiat, 328, 549-556.
7. McCarter, J. D -d., & Withers, S. G. (1994). Entsymaattisen glykosidihydrolyysin mekanismit. Nykyinen mielipide rakennebiologiassa, 4, 885-892.
8. Richmond, M., Harmaa, j., & Stine, C. (1981). Beeta-galaktosidaasi: TURVALLISUUDEN KATSAUS Teknologiseen soveltamiseen, ravitsemuksellisiin huolenaiheisiin ja immobilisointiin. J Dairy Sci, 64, 1759-1771.
9. Wallenfels, k., & Weil, r. (1972). B-galaktosidaasi.