Ciri -ciri Beta Galactosidase, Struktur, Fungsi

The Beta galactosidase, Juga dikenali sebagai β-galactosidase atau β-d-galactohydrolyse adalah enzim milik keluarga hidrolase glikosil yang mampu menghidrolisiskan pembaziran galaktosil dari pelbagai jenis molekul: polimer, oligosakarida dan metabolida sekunder, antara lain, antara lain, antara lain, antara lain, antara lain, antara lain, antara lain, antara lain, antara lain, antara lain, antara lain, antara lain, antara lain, antara lain. 

Sebelum ini dikenali sebagai "laktase", pengedarannya, serta polysaccharides oligo- dan β-galakositas yang berfungsi sebagai substrat, sangat luas. Ia terdapat dalam bakteria, kulat dan ragi; Di dalam tumbuh -tumbuhan, ia adalah biasa di badam, pic, aprikot dan epal, dan haiwan yang terdapat di dalam organ seperti perut dan usus.

Perwakilan grafik struktur enzim B-galactosidase (Sumber: Jawahar Swaminathan dan kakitangan MSD di Institut Bioinformatik Eropah [Domain Awam] melalui Wikimedia Commons)

Enzim yang paling dikaji ialah opeon Lac dari Dan. coli, Gen yang dikodkan Lacz, yang kajiannya menjadi kunci untuk memahami fungsi pengendali genetik dan banyak aspek pengawalseliaan mereka.

Ia kini tergolong dalam kumpulan enzim yang terbaik dan fungsi yang paling terkenal ialah hidrolisis pautan glukosid laktosa. Ia memenuhi fungsi metabolik penting dalam organisma yang menyatakannya dan juga digunakan dengan tujuan perindustrian yang berbeza.

Antara aplikasi perindustrian ialah penyingkiran laktosa produk tenusu untuk orang yang tidak bertoleransi laktosa dan pengeluaran beberapa sebatian galaktik. Mereka juga digunakan untuk meningkatkan rasa manis, rasa dan pencernaan banyak produk tenusu.

[TOC]

Ciri -ciri

Sebagai tambahan kepada substrat galaktik seperti laktosa, kebanyakan β-galactosidases yang diketahui memerlukan ion logam divalen seperti magnesium dan natrium. Ini telah terbukti dengan penemuan tapak kesatuan untuk logam ini dalam strukturnya.

Β-galactosidas yang hadir dalam alam semula jadi mempunyai pelbagai jenis pH yang boleh mereka kerjakan. Enzim kulat berfungsi dalam persekitaran asid (2.5 hingga 5.4), sementara ragi dan bakteria bekerja antara 6 dan 7 unit pH.

Boleh melayani anda: bakteria negatif gram

β-Galactosidas bakteria

Bakteria mempunyai enzim galato-hidrolitik yang besar berbanding dengan galactosidas lain yang dianalisis. Dalam organisma ini, enzim yang sama memangkinkan tiga jenis reaksi enzimatik:

- Laktosa hidrolyza ke monosakarida konstitutifnya: galaktosa dan glukosa.

- Memangkinkan transgastilasi laktosa ke alolaktosa, gula disakarida yang mengambil bahagian dalam peraturan positif ekspresi gen yang dimiliki oleh opeone Lac, Eç.

- Hidrolisis alolaktosa serupa dengan bagaimana ia dilakukan dengan laktosa.

β-Galactosidas kulat

Kulat mempunyai enzim β-galactosidase lebih mudah terdedah kepada perencatan galaktosa daripada enzim yang dimiliki oleh organisma lain. Walau bagaimanapun, ini termostable dan berfungsi dalam julat pH asid.

Metabolisme laktosa yang dimediasi oleh enzim -enzim ini dalam kulat dibahagikan kepada ekstrasel dan sitosolik.

Struktur

Enzim β-galactosidase bakteria adalah enzim tetramerik (dari empat subunit yang sama, A-D) dan setiap monomernya mempunyai lebih dari 1.000 sisa asid amino, yang bermaksud berat molekul lebih daripada 100 kDa untuk setiap dan lebih daripada 400 kDa untuk protein kompleks.

Di dalam tumbuhan, sebaliknya, enzim adalah saiz yang jauh lebih kecil dan boleh didapati sebagai dimer subunit yang sama.

Domain setiap monomer dibezakan dengan nombor dari 1 hingga 5. Domain 3 mempunyai struktur tong α/β "TIM" dan mempunyai tapak aktif di hujung C-terminal laras.

Boleh melayani anda: Organogenesis haiwan dan tumbuhan dan ciri -cirinya

Dianggap bahawa tapak aktif kompleks enzimatik dikongsi antara monomer, jadi enzim ini secara biologi hanya aktif apabila ia dikompleks sebagai tetrameter.

Tapak aktifnya mempunyai keupayaan untuk menyertai D-glucosa dan D-galactose, dua monosakarida yang membentuk laktosa. Ia amat khusus untuk D-galaktosa, tetapi ia tidak begitu banyak untuk glukosa, jadi enzim boleh bertindak pada galaktosida lain.

Fungsi

Pada haiwan

Di dalam usus manusia, fungsi utama enzim ini berkaitan dengan penyerapan laktosa yang ditelan dengan makanan, kerana ia terletak pada wajah luminal membran plasma sel usus dalam bentuk bentuk berus.

Di samping itu, telah ditunjukkan bahawa isoforms lysosomal enzim ini mengambil bahagian dalam kemerosotan banyak glucolipid, mucopolysaccharides dan glycoprotein galaktik, yang mempunyai pelbagai tujuan pada laluan selular yang berlainan.

Dalam tumbuhan

Tumbuhan mempunyai enzim β-galactosidase pada daun dan biji. Ini memenuhi fungsi penting dalam katabolisme galactolipid, yang merupakan ciri alga dan tumbuhan secara umum.

Dalam organisma ini, β-galactosidase mengambil bahagian dalam proses pertumbuhan tumbuhan, kematangan buah-buahan dan, di atas tumbuhan, ini adalah satu-satunya enzim yang diketahui yang mampu menghidrolisis sisa galaktosil dari polysaccharides galacosity dari dinding sel.

Dalam industri dan penyelidikan

Dalam industri makanan yang berkaitan dengan produk tenusu, enzim β-galactosidase digunakan untuk memangkin hidrolisis laktosa yang terdapat dalam produk tenusu, yang bertanggungjawab terhadap banyak kecacatan yang berkaitan dengan penyimpanan produk ini.

Hidrolisis gula ini bertujuan untuk mengelakkan pemendapan zarah, penghabluran pencuci mulut tenusu beku dan kehadiran tekstur "berpasir" dalam kebanyakan derivatif komersial susu.

Boleh melayani anda: rantaian makanan bumi: pautan dan contoh

Β-galactosidase yang digunakan secara industri diperoleh, biasanya, dari kulat Aspergillus sp., Walaupun enzim yang dihasilkan oleh ragi Kluyveromyces lactis Ia juga digunakan secara meluas.

Aktiviti β-galactosidase, yang diterjemahkan ke dalam istilah saintifik seperti "penapaian laktosa", secara rutin diuji untuk mengenal pasti gram enterobakteria negatif yang terdapat dalam pelbagai jenis sampel.

Di samping itu, dalam istilah perubatan, ia digunakan untuk pengeluaran tenusu bebas laktosa dan untuk perumusan tablet yang digunakan oleh orang yang tidak bertoleransi laktosa untuk mencerna susu dan derivatif mereka (yogurt, keju, ais krim, mentega, krim, dll.).

Ia digunakan sebagai "biosensor" atau "biomarker" dengan kepelbagaian tujuan, dari immunoassays dan analisis toksikologi untuk analisis ekspresi gen dan diagnosis patologi berkat imobilisasi kimia enzim ini dalam sokongan khas dalam sokongan khas.

Rujukan

1. Henrissat, b., & Daviest, G. (1997). Klasifikasi Struktur dan Urutan Glikosida Hydrolas. Biologi Semasa, 7, 637-644.
2. Huber, r. (2001). Beta (b) -galactosidase. Akhbar Akademik, 212-214.
3. Husain, q. (2010). β Galactosidaese dan aplikasi berpotensi mereka: Kajian. Ulasan Kritikal dalam Bioteknologi, 30, 41-62.
4. Hakim, d. H., Matthews, b. W., & Huber, r. Dan. (2012). Lacz b-galactosidase: struktur dan fungsi enzim kepentingan biologi sejarah dan molekul. Protein sains, dua puluh satu, 1792-1807.
5. Lee, b. Dan., Han, j. Ke., IM, J. S., Morrone, a., Johung, k., Goodwin, c.,... Hwang, dan. S. (2006). Senescence -asociated β -galactosidase adalah lysosomal β -gastosidase. Penuaan sel, 5, 187-195.
6. Matthews, b. W. (2005). Struktur e. β-Galactosidase coli. C. R. Biologi, 328, 549-556.
7. McCarter, j. D., & Layu, s. G. (1994). Mekanisme hidrolisis glikosida enzimatik. Pendapat semasa dalam Biologi Struktural, 4, 885-892.
8. Richmond, m., Kelabu, j., & Stine, c. (1981). Beta-Galactosidase: Kajian baru-baru ini yang berkaitan dengan aplikasi teknologi, kebimbangan pemakanan, dan imobilisasi. J Dairy Sci, 64, 1759-1771.
9. Wallenfels, k., & Weil, r. (1972). B-Galactosidase.