Obrnjene značilnosti, struktura, funkcije

The obrnjeno, Znan tudi kot hidroliza fruktofuranozida frukta, je zelo obilen encim glikozina v naravi. Sposoben je hidrolizirati glukozidno vez med obema monosaharidoma, ki sestavljata saharozo, kar proizvaja "obrnjeno" glukozo in fruktozno sladkorje.

Prisoten je v mikroorganizmih, živalih in rastlinah, vendar so najbolj preučeni encimi rastlinskega izvora in bakterij in kvasovk, saj so služili kot model za številne pionirske kinetične študije na področju encimeologije.

Molekularna struktura rastlin obrnjenih encimov (vir: Jawahar Swaminathan in MSD osebje na evropskem inštitutu za bioinformatiko [javna domena] prek Wikimedia Commons)

Invert je sodeloval v katalitični reakciji, ki omogoča sproščanje glukoznih odpadkov, ki se lahko uporabijo, odvisno od fizioloških potreb organizma, kjer se izraža, za pridobitev ATP in NADH. To uspe sintetizirati shranjevalne polisaharide v različnih organelih ali tkivih.

Ta vrsta encima sodeluje tudi pri nadzoru diferenciacije in razvoja celic, saj lahko proizvajajo monosaharide, ki imajo v rastlinah tudi pomembne funkcije pri uravnavanju genske ekspresije.

Običajno jih najdemo v koži sadja trte, v grah, v japonskih rastlinah hruške in v ovseni moki. Čeprav so najbolj izkoriščeni encimi v komercialnih kvasih, kot so S. cerevisiae in tistih nekaterih vrst bakterij.

[TOC]

Značilnosti

V naravi je mogoče najti različne oblike obrnjenega, kar je odvisno predvsem od organizma, ki se upošteva. Na primer kvasovke imajo dve vrsti obrnjenih: znotrajcelični ali citosolni in drugi zunajcelični ali periplazmatski (med celično steno in plazemsko membrano).

V bakterijah invertirani delujejo pri hidrolizi saharoze, vendar ob visokih koncentracijah tega substrata kažejo tudi aktivnost fruktoziltransferaze, saj so sposobni prenos fruktozil v saharozo prenesti fruktozilske odpadke.

Ker lahko ti encimi delujejo v zelo širokem območju pH, so nekateri avtorji predlagali, da jih je mogoče razvrstiti kot:

Vam lahko služi: fibrinogen: funkcija, visoke in nizke koncentracije, normalne vrednosti

- Kisline (pH med 4.5 in 5.5)

- Nevtralen (pH blizu 7) 

- Alkalna (pH med 6.5 in 8.0.

Poročali so o alkalnem invertiranem v večini rastlin in cianobakterij, medtem ko so bakterije aktivne obrnjene v pH in alkalni pH.

Zelenjavni inverti

V rastlinah obstajajo tri vrste obrnjenih encimov, ki se nahajajo v različnih podceličnih oddelkih in imajo različne biokemične značilnosti in lastnosti.

Prav tako so funkcije vsake opisane vrste obrnjenih različnih, saj očitno "usmerjajo" disaharide saharoze na določene celične poti v rastlini.

Potem so lahko v skladu s svojo podcelično lokacijo zelenjavni inverti:

- Vakuolarni inverti

- Zunajcelični inverti (na celični steni)

- Citosolni invernik.

Vakuolarni invertiki obstajajo kot dve topni in kisli izoformi v lumen vakuole, medtem ko so "zunajcelični" invertini periferni membranski proteini, povezani z plazemskimi membrani skozi ionske interakcije.

Ker tako vakuolarni kot zunajcelični inverti katalizirajo hidrolizo saharoze, ki se začne z ostankom fruktoze, jih imenujemo β-fruktofuranosidaze in dokazano je, da delujejo tudi na druge oligosaharide, ki vsebujejo β-fruktoze, ki niso natančno določeni.

Druga vrsta zelenjavnih invertingov je citosolna invertirana, ki obstaja tudi kot dve nevtralni/alkalni izoformi. Ti so specifični za saharozo in niso bili tako preučeni kot druga dva.

Struktura

Večina doslej opisanih invertov ima dimicr in celo multimerne oblike. Edini monomerni obrnjeni, ki so znani, so bakterije in v teh organizmih imajo med 23 in 92 kDa molekulsko maso.

Vakuolarni in zunajcelični inverti rastlin imajo molekulske mase med 55 in 70 kDa, večina pa je N-glikozilirana. Kaj velja za večino zunajceličnih invertov, ki jih najdemo v naravi, ki so povezani z zunanjim obrazom plazemske membrane.

Lahko vam služi: 14 primerov katabolizma in anabolizma pri živih bitjih

Izoencim kvasovk ima nekoliko večje molekulske teže, saj so med 135 in 270 kDa.

Druge študije, opravljene z bakterijskimi encimi.

Funkcije

Glede na organizem, kjer se izražajo, lahko obrnjeni encimi izpolnijo številne temeljne funkcije, dodatni prevoz sladkorja in hidrolizo saharoze do njihovih sestavnih monosaharidov. Vendar so najbolj pregledane naravne funkcije rastlin.

Presnovne funkcije obrnjenih v rastlinah

Saharoza, ki je substrat za encim obrnjen, je eden od sladkorjev, ki se med fotosintezo pojavi v rastlinah, potem ko se ogljikov dioksid v prisotnosti svetlobe zmanjša, da tvori ogljikove hidrate in vodo.

Ti ogljikovi hidrati so glavni vir energije in ogljika nefotosintetskih rastlinskih tkiv in jih je treba prevažati skozi phloem in iz listov, ki so glavni fotosintetski organi.

Ostanki glukoze in fruktoze, pridobljene s hidrolizo te saharoze, so usmerjeni v različne presnovne poti, kjer so bistveno gorivo za proizvodnjo energije v obliki ATP in zmanjšanja moči v obliki Nadha, odvisno od naložbe, ki sodelujejo.

Druge pomembne funkcije v rastlinah

Poleg tega, da je ključnega pomena za pridobivanje presnovne energije, se zelenjava obrne tudi pri nadzoru osmoregulacije ter pri rasti in raztezku rastlinskih celic.

To je produkt povečanja osmotskega tlaka, ki nastane s hidrolizo saharoze, ki ustvarja dve novi osmotično aktivni molekuli: glukoza in fruktoza.

Če bo narejen bibliografski pregled, bo enostavno.

Ugotovljeno je, da je obrnjena povezava med razgradnjo ogljikovih hidratov in odzivi na patogene, saj ta encim zagotavlja sladkorje, ki povečujejo ekspresijo genov, ki jih lahko sladkorja, ki so običajno povezani z izražanjem beljakovin, povezanih s patogeni (PR, angleščina Povezan s patogenom).

Vam lahko služi: laminin: značilnosti, struktura, funkcije, vrste

Industrijsko izkoriščanje mikroorganizma

Od svojega odkritja je reakcija, ki jo katalizirajo obrnjeni, industrijsko izkoriščali v številnih trgovinskih sektorjih, vključno s pivo ali pekarjem.

Na območju hrane se za pripravo želeja in džemov, bombonov, tekočih pokrovov ali polnjenja s piškoti in čokoladi uporabljajo invertirane. Poleg tega je ena najbolj priljubljenih aplikacij pri proizvodnji sirupa, saj imajo večjo vsebnost sladkorja, vendar niso dovzetni za kristalizacijo.

V farmacevtski industriji so koristni za pripravo sirupov za kašelj in tablete za prebavno pomoč, pa tudi za sintezo probiotikov in prebiotikov, formulacij za otroško hrano in živali (zlasti za govedo in čebele).

Uporabljali so se tudi v papirni industriji za proizvodnjo kozmetike za proizvodnjo etilnega alkohola in organskih kislin, kot so mlečna kislina in druge. Zelenjavno obrnjeno se uporabijo tudi za sintezo naravnega drgnjenja.

Reference

1. Kulshrestha, s., Tyagi, str., Sindhi, v., & Sharma, k. (2013). Obrnjeno in njegove aplikacije- kratek pregled. Journal of Pharmacy Research, 7, 792-797.
2. Lincoln, l., & Več, s. (2017). Bakterijsko obrnjeno: pojav, proizvodnja, biokemična karakterizacija in pomen transrakte in olacije. Časopis za osnovno mikrobiologijo, 1-11.
3. Oddo, l. Str., Piazza, m., & Pulcini, str. (1999). Invert aktivnost v medu. Apidologie, 30, 57-65.
4. Roitsch, t., & González, m. (2004). Funkcija in regulacija rastlinskih invertiranih: sladki občutki. Trendi v rastlini, 9(12), 606–613.
5. Roitsch, t., Balibrea, m. In., Hofmann, m., Prols, R., & Sinha, do. K. (2003). Zunajcelični invert: ključni presnovni encim in PR protein. Časopis za eksperimentalno botaniko, 54(382), 513–524.
6. Strum, a. (1999). Obrnjeno. Primarne strukture, funkcije in vloge v razvijanju rastlin in udeležbe saharoze. Rastlinska fiziologija, 121, 1-7.