Značilnosti, struktura, funkcije beta galaktozidaze

The Beta galaktozidaza, Imenujejo se tudi β-galaktozidaza ali β-D-galaktohidroliza je encim, ki pripada družini glikozilnih hidrolaz, ki lahko hidrolizirajo galaktozilne odpadke različnih vrst molekul: polimeri, oligosaharidi in sekundarni metaboliti. 

Prej znana kot "laktaza", njena porazdelitev, pa tudi oligo- in β-galaktoznost polisaharidov, ki služijo kot substrat, je izjemno široka. Najdemo ga v bakterijah, glivah in kvasovkah; V rastlinah je pogosta v mandljih, breskvah, marelih in jabolkah, pri živalih pa je prisotna v organih, kot so želodec in črevesje.

Grafični prikaz strukture encima B-galaktozidaze (vir: Jawahar Swaminathan in MSD osebje na Evropskem inštitutu za bioinformatiko [Public Domain] prek Wikimedia Commons)

Najbolj preučen encim je Opeon Lac od In. coli, Gen kodiran Lacz, katerih študije so bile ključne za razumevanje delovanja genetskih operativ in številnih regulativnih vidikov le -teh.

Trenutno spada v skupino encimov, ki se nahaja z najboljšimi. Izpolnjuje bistvene presnovne funkcije v organizmih, ki ga izražajo in se uporabljajo tudi z različnimi industrijskimi nameni.

Med industrijsko uporabo so odstranjevanje laktoze mlečnih izdelkov za laktozne intolerantne ljudi in proizvodnja več spojin galaktoznosti. Uporabljajo se tudi za izboljšanje sladkosti, okusa in prebave mnogih mlečnih izdelkov.

[TOC]

Značilnosti

Poleg galaktoznih substratov, kot je laktoza, večina znanih β-galaktozidaz potrebuje dvovalentne kovinske ione, kot sta magnezij in natrij. To je bilo dokazano z odkritjem sindikalnih mest za te kovine v svoji strukturi.

Β-galaktosidas, ki so prisotni v naravi. Glivični encimi delujejo v kislih okoljih (2.5 do 5.4), medtem ko kvasovke in bakterije delujejo med 6 in 7 pH enot.

Vam lahko služi: gram negativne bakterije

β-galaktosidas bakterijska

Bakterije imajo velike galato-hidrolitske encime v primerjavi z drugimi analiziranimi galaktosidami. V teh organizmih isti encim katalizira tri vrste encimskih reakcij:

- Hydrolyza laktoza do njenih konstitutivnih monosaharidov: galaktoza in glukoza.

- Katalizira transgastilacijo laktoze v alolaktozo, disaharidni sladkor, ki sodeluje pri pozitivni regulaciji izražanja genov, ki pripadajo Opeonu Lac, Eç.

- Hidrolizira alolaktozo, podobno kot z laktozo.

β-galaktosidas gliva

Glive imajo encime β-galaktozidaze bolj dovzetne za inhibicijo galaktoze kot encimi, ki pripadajo drugim organizmom. Vendar so ti termostabilni in delujejo v razponu pH kislin.

Presnova laktoze, ki ga ti encimi posredujejo v glivah, je razdeljen na zunajcelične in citosolne.

Struktura

Encim β-galaktozidaze bakterij je tetramerični encim (od štirih enakih podenot, A-D) in vsak od njegovih monomerov ima več kot 1.000 aminokislinskih odpadkov, kar pomeni molekulsko maso več kot 100 kDa za vsakega in več kot 400 kDa za kompleksni beljakovine.

V rastlinah je nasprotno encim bistveno manjše velikosti in ga je običajno mogoče najti kot dimer enakih podenot.

Domene vsakega monomera se razlikujejo s številkami od 1 do 5. Domena 3 ima sodko strukturo α/β "Tim" in ima aktivno mesto na C-terminalnem koncu soda.

Vam lahko služi: živali in rastlinske organogeneze ter njegove značilnosti

Domneva se, da se aktivna mesta encimskega kompleksa delijo med monomeri, zato je ta encim biološko aktiven le, če je kompleksna kot tetrameter.

Njegovo aktivno mesto ima možnost, da se pridruži D-glukozi in D-galaktozi, dva monosaharida, ki sestavljata laktozo. Posebej je specifičen za D-galaktozo, vendar za glukozo ni toliko, zato lahko encim deluje na druge galaktozide.

Funkcije

Pri živalih

V črevesju ljudi je glavna funkcija tega encima povezana z absorpcijo laktoze, zaužene s hrano, saj se nahaja na luminalni strani plazemske membrane črevesnih celic v obliki oblike krtače.

Poleg tega se je pokazalo, da lizosomske izoforme tega encima sodelujejo pri razgradnji številnih glukolipidov, mukopolisaharidov in glikoproteinov galaktoznosti, ki ima več namenov na različnih celičnih poteh.

V rastlinah

Rastline imajo encime β-galaktozidaze na listih in semenih. Ti izpolnjujejo pomembne funkcije v katabolizmu galaktolipidov, ki so značilne za alge in rastline na splošno.

V teh organizmih β-galaktozidaza sodeluje v procesih rasti rastlin, zorenju sadja in v zgornjih rastlinah je to edini znani encim, ki lahko hidrolizira galaktozil odpadke iz galakoznosti polisaharidov celične stene.

V industriji in raziskavah

V živilski industriji, povezani z mlečnimi proizvodi, se encim β-galaktozidaze uporablja za kataliziranje hidrolize laktoze, prisotne v mlečnih izdelkih, ki je odgovorna za številne okvare, povezane s shranjevanjem teh izdelkov.

Hidroliza tega sladkorja se želi izogniti sedimentaciji delcev, kristalizaciji zamrznjenih mlečnih sladic in prisotnosti "peščenih" tekstur v večini komercialnih derivatov mleka.

Vam lahko postreže: Zemljina prehranska veriga: povezave in primer

Β-galaktozidaza, ki se uporablja industrijsko, običajno dobimo iz glive Aspergillus sp., Čeprav encim, ki ga proizvaja kvas Kluyveromyces lactis Prav tako se pogosto uporablja.

Aktivnost β-galaktozidaze, ki se prenaša v znanstvene izraze, kot je "laktozna fermentacija".

Poleg tega se v medicinskem smislu uporablja za proizvodnjo mleka brez laktoze in za formulacijo tablet, ki jih laktozo netolerantno uporabljajo za prebavo mleka in njihovih derivatov (jogurt, sir, sladoled, maslo, smetane itd.).

Uporablja se kot "biosenzorji" ali "biomarker" z raznolikostjo namenov, od imunoloških testov in toksikološke analize do analize genske ekspresije in diagnoze patologij, zahvaljujoč kemični imobilizaciji tega encima v posebnih nosilcih v posebnih nosilcih.

Reference

1. Henrissat, roj., & Daviest, g. (1997). Strukturna in zaporedna klasifikacija glikozidnih hidrole. Trenutna biologija, 7, 637-644.
2. Huber, r. (2001). Beta (b) -galactosidase. Akademski tisk, 212-214.
3. Husain, q. (2010). β galaktozida in njihove potencialne aplikacije: pregled. Kritični pregledi biotehnologije, 30, 41-62.
4. Sodnik, d. H., Matthews, b. W., & Huber, r. In. (2012). Lacz B-galaktozidaza: struktura in funkcija encima zgodovinskega in molekularnega biološkega pomena. Znanstveni protein, enaindvajset, 1792-1807.
5. Lee, b. In., Han, j. Do., Im, J. S., Morrone, a., Johung, k., Goodwin, c.,… Hwang, in. S. (2006). Β -galaktozidaza je lizosomska β -gastosidaza. Staranje celice, 5, 187-195.
6. Matthews, b. W. (2005). Struktura e. β-galaktozidaza coli. C. R. Biologije, 328, 549-556.
7. McCarter, J. D., & Withers, s. G. (1994). Mehanizmi encimske hidrolize glikozida. Trenutno mnenje v strukturni biologiji, 4, 885-892.
8. Richmond, m., Siva, j., & Stine, c. (1981). Beta-galaktozidaza: pregled nedavnega, povezanega s tehnološko uporabo, prehranskimi težavami in imobilizacijo. J Dairy Sci, 64, 1759-1771.
9. Wallenfels, k., & Weil, r. (1972). B-galaktosidaza.