Značilnosti celulaze, struktura, funkcije

The Celice So skupina encimov, ki jih proizvajajo rastline, in različni „celulolitski“ mikroorganizmi, katerih katalitična aktivnost je v razgradnji celuloze, najpogostejšega polisaharida v naravi.

Ti proteini spadajo v družino glikozidnih ali glikozil hidrolaznih encimov hidrolazila, saj lahko hidrolizirajo vezi med glukoznimi enotami, ne samo celuloze, ampak tudi nekaterih β-D-glukanov, prisotnih v žitah.

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

Njegova prisotnost v živalskem kraljestvu je trdila in prebava celuloze s rastlinojedimi živali. Vendar so relativno nedavne študije pokazale, da ta encim proizvajajo tudi nevretenčarji, kot so žuželke, mehkužce in nekatere ogorčice.

Celuloza je bistveni del celične stene vseh rastlinskih organizmov in jo proizvajajo tudi nekatere vrste alg, gliv in bakterij. Je linearni homopolisaharid.

Ta polisaharid je mehansko in kemično odporen, saj je sestavljen iz vzporednih verig, ki so poravnane v vzdolžnih osi, stabiliziranih z vodikovimi mostovi.

Ker so rastline, glavna proizvajalci celuloze, osnova prehranske verige, je obstoj teh encimov bistvenega.

[TOC]

Značilnosti

Celice, izražene z večino mikroorganizmov, izvajajo svoje katalitične funkcije v zunajcelični matriki in na splošno nastajajo v velikih količinah, ki se industrijsko uporabljajo za številne namene.

Vam lahko služi: lignin: struktura, funkcije, ekstracion, razgradnja, uporaba

Bakterije proizvajajo majhne količine povezanih celic v kompleksu.

Glede na organizem, ki ga preučujemo, še posebej, če gre za prokariote in evkariote, so "sekretorne" ceste za to vrsto encimov zelo različne.

Klasifikacija

Celulolitske celice ali encimi se v naravi najdemo kot multiencimski sistemi, torej tvorijo komplekse, ki so sestavljeni iz več beljakovin. Njihova razvrstitev jih običajno deli na tri pomembne skupine:

- Endoglukanaze tudi endo-1,4-β-D-glukanski glukanohidroli: Narežejo se na naključna "amorfna" mesta v notranjih regijah celuloznih verig

- Exoglucanaze, celobiohidrolesa tudi 1,4-β-D-glukano celobiohirole: Katere hidrolize zmanjšujejo konce in ne -zmanjševanje celuloznih verig, sproščajo glukoze ali celobične ostanke (skupine glukoze skupaj med seboj)

- β-glukozidaze tudi β-d-glikozid glihydrolaza: Sposobno hidroliziranje koncev, ki ne zmanjšajo celuloze in sproščajo ostanke glukoze

Multienzimski kompleksi celic celic, ki jih proizvajajo nekateri organizmi.

V vsaki skupini celic so družine, ki so združene, ker imajo nekatere posebne značilnosti. Te družine lahko tvorijo "klane", katerih člani imajo razlike v svojih zaporedjih, vendar imajo med seboj nekatere strukturne in funkcionalne značilnosti.

Struktura

Celični encimi so "modularni" proteini, ki so sestavljeni iz strukturnih in funkcionalno diskretnih domen: katalitična domena in druga zveza ogljikovih hidratov.

Tako kot večina hidrolaznega glikozina imajo tudi celice v katalitični domeni aminokislinski ostanek, ki deluje kot katalitični nukleofil, ki se negativno nabije za optimalni pH za encim in drugi ostanek, ki deluje kot proton darovalec darovalca.

Vam lahko služi: enocelične alge: značilnosti in primeri vrst

Ta par odpadkov, odvisno od organizma, ki izraža encim, sta lahko dva aspartata, dva glutamata ali po enega v vsakem.

V mnogih glivah in bakterijah so celice zelo glikozilirani beljakovini, vendar neodvisne študije kažejo, da ti ogljikovi hidratni odpadki ne igrajo transcendentalne vloge pri encimski aktivnosti teh encimov.

Ko so celice povezane, da tvorijo kompleksno.

Funkcije

Ti pomembni encimi, ki jih proizvajajo zlasti bakterije in celulolitske glive, imajo različne funkcije z biološkega in industrijskega vidika:

Biološko

Celice imajo temeljno vlogo v zapleteni mreži biorazgradnje celuloze in lignoceluloze, ki so najpogostejši polisaharidi na biosferi.

Celice, ki jih proizvajajo mikroorganizmi, povezani s prebavili, ki so v številnih rastlinojedih živalih, predstavljajo eno najpomembnejših encimskih družin v naravi.

Človek na primer uživa živila rastlinskega izvora in vsa celuloza, ki je prisotna v teh, velja za "surove vlaknine". Nato se izloči z blatom, ker nima encimov za prebavo.

Preklic, kot so krave, lahko povečajo svojo težo in velikost mišic, zahvaljujoč uporabi ogljika, ki ga vsebuje obliki glukoze v celulozi, saj je njihova črevesna mikroflora odgovorna za razgradnjo zelenjave skozi aktivnost celulaze.

V rastlinah so ti encimi odgovorni za razgradnjo celične stene kot odziv na različne dražljaje, ki se pojavljajo v različnih stopnjah razvoja, kot so abscisija in zorenje plodov, abscisija listov in strokov, med drugim.

Lahko vam služi: kakšna sta ksilem in phloem?

Industrijalisti

Na industrijski ravni se ti encimi proizvajajo v velikem obsegu in izkoriščajo v številnih kmetijskih procesih, ki so povezani z rastlinskimi materiali in njihovo predelavo.

Med temi procesi je proizvodnja biogoriv, ​​za katere celice izpolnjujejo več kot 8% industrijskega encimskega povpraševanja. To je zato, ker so ti encimi izrednega pomena za proizvodnjo etanola iz rastlinskih odpadkov iz različnih virov.

Uporabljajo se tudi v tekstilni industriji z več namenami: proizvodnja živali, izboljšanje kakovosti in "prebavljivost" koncentriranih živil ali med predelavo sokov in moke.

Te beljakovine se v primerjavi s proizvodnjo olj, začimb, komercialnih uporabi polisaharidov, kot je agar, in tudi za pridobivanje beljakovin iz semen in drugih rastlinskih tkiv.

Reference

1. Bayer, e. Do., Chanzyt, h., LAMED, R., & Shham in. (1998). Celuloza, celulaze in celulozomi. Trenutno mnenje v strukturni biologiji, 8, 548-557.
2. Dey, str., & Harborne, J. (1977). Rastlinska biokemija. San Diego, Kalifornija: Academic Press.
3. Huber, t., Müssig, j., CURNOW, OR., Pang, s., Bickerton, s., & Staiger, m. Str. (2012). Kritičen pregled vse celičnih kompozitov. Journal of Materials Science, 47(3), 1171-1186.
4. Knowles, J., & Teeri, t. (1987). Celulenske družine in njihove gene. Tibtech, 5, 255-261.
5. Nelson, d. L., & Cox, m. M. (2009). Lehningerjeva načela biokemije. Omega izdaje (5. izd.).
6. Nutt, a., Sld, v., Pettersson, g., & Johansson, g. (1998). Krivulje napredek. Srednja za funkcionalno klasifikacijo celic. EUR. J. Biochem., 258, 200-206.
7. Reilly, str. J. (2007). Struktura in delovanje amilaze in celuleaze. V s.-T. Yang (ed.), BioProssing za izdelke dodane vrednosti iz obnovljivih virov (str. 119-130). Elsevier b.V.
8. Sadhu, s., & Maiti, t. K. (2013). Proizvodnja celic z bakterijami: pregled. Britanski dnevnik za raziskovanje mikrobiologije, 3(3), 235–258.
9. Watanabe, h., & Tokuda, g. (2001). Celulenska žival. Celične in molekularne življenjske vede, 58, 1167-1178.