Ciri -ciri Cellulasa, Struktur, Fungsi

The Seluas Mereka adalah sekumpulan enzim yang dihasilkan oleh tumbuh -tumbuhan dan oleh pelbagai mikroorganisma "selulolitik", yang aktiviti pemangkinnya terdiri daripada kemerosotan selulosa, polysaccharide yang paling banyak.

Protein ini tergolong dalam keluarga enzim hydrolasil glikosid atau glikosil hidrolase, kerana mereka dapat menghidrolisis ikatan antara unit glukosa bukan sahaja selulosa, tetapi juga beberapa β-d-glucans yang ada dalam cerucuk.

Perwakilan grafik struktur molekul selulase (sumber: Jawahar Swaminathan dan kakitangan MSD di Institut Bioinformatik Eropah [Domain Awam] melalui Wikimedia Commons)

Kehadirannya di Kerajaan Haiwan telah diperdebatkan dan pencernaan selulosa oleh haiwan herbivora disebabkan oleh mikroflora usus symbiote. Walau bagaimanapun, kajian yang agak baru -baru ini telah menunjukkan bahawa enzim ini juga dihasilkan oleh invertebrata seperti serangga, moluska dan beberapa nematoda.

Selulosa adalah bahagian penting dari dinding sel semua organisma tumbuhan dan juga dihasilkan oleh beberapa spesies alga, kulat dan bakteria. Ia adalah homopolysaccharid linear.

Polysaccharide ini tahan secara mekanikal dan kimia, kerana ia terdiri daripada rantai selari yang diselaraskan dalam paksi membujur yang stabil oleh jambatan hidrogen.

Oleh kerana tumbuh -tumbuhan, pengeluar selulosa utama, adalah asas rantaian makanan, kewujudan enzim -enzim ini adalah penting untuk penggunaan tisu -tisu tersebut dan, oleh itu, untuk sara hidup banyak fauna tanah (termasuk mikroorganisma).

[TOC]

Ciri -ciri

Sel -sel yang dinyatakan oleh kebanyakan mikroorganisma menjalankan fungsi pemangkin mereka dalam matriks ekstraselular dan, secara umum, ini dihasilkan dalam kuantiti yang banyak, yang digunakan secara industri untuk banyak tujuan.

Boleh melayani anda: lignin: struktur, fungsi, ekstra, degradasi, kegunaan

Bakteria menghasilkan sejumlah kecil sel yang berkaitan dengan kompleks.

Bergantung pada organisma yang dikaji, terutamanya jika ia adalah prokariot dan eukariota, jalan "sekretori" untuk jenis enzim ini sangat berbeza.

Klasifikasi

Sel atau enzim selulolitik didapati bersifat sebagai sistem multienzymatic, iaitu, membentuk kompleks yang terdiri daripada lebih daripada satu protein. Klasifikasi mereka biasanya membahagikannya kepada tiga kumpulan penting:

- Endoglucanases Sama ada Endo-1,4-β-D-Glucan glucanohydroles: Mereka memotong tapak "amorf" secara rawak di kawasan dalaman rantai selulosa

- Exoglucanases, celobiohydrolesas Sama ada 1.4-β-D-Glucano celobiohydroles: Hydrolyz yang mengurangkan hujung dan rantai selulosa yang tidak mengurangkan, melepaskan residu glukosa atau selobial (kumpulan glukosa bersama -sama antara satu sama lain)

- β-glucosidases Sama ada β-D-glikosida glycoHydrolase: mampu menghidrolisis hujung selulosa dan melepaskan residu glukosa

Kompleks multienzimatik sel sel yang dihasilkan oleh beberapa organisma dikenali sebagai selulosom, yang komponen individu sukar untuk mengenal pasti dan mengasingkan, tetapi mereka mungkin sesuai dengan enzim dari tiga kumpulan yang digambarkan.

Di dalam setiap kumpulan sel ada keluarga, yang dikumpulkan bersama kerana mereka berkongsi beberapa ciri khas. Keluarga -keluarga ini boleh membentuk "puak" yang anggotanya mempunyai perbezaan dalam urutan mereka, tetapi berkongsi beberapa ciri struktur dan fungsi antara satu sama lain.

Struktur

Enzim selular adalah protein "modular" yang terdiri daripada domain struktur dan fungsional yang bijak: domain pemangkin dan satu lagi kesatuan karbohidrat.

Seperti kebanyakan glikosil hidrolase, sel -sel mempunyai, dalam domain pemangkin, residu asid amino yang berfungsi sebagai nukleofil pemangkin yang dikenakan secara negatif ke pH optimum untuk enzim dan sisa lain yang bertindak sebagai penderma proton.

Boleh melayani anda: alga uniselular: ciri dan contoh spesies

Sepasang sisa ini, bergantung kepada organisma yang menyatakan enzim, boleh menjadi dua aspartat, dua glutamat atau satu di setiap satu.

Dalam banyak kulat dan bakteria, sel -sel adalah protein yang sangat glikosilasi, bagaimanapun, kajian bebas menunjukkan bahawa sisa karbohidrat ini tidak memainkan peranan transendental dalam aktiviti enzimatik enzim ini.

Apabila sel dikaitkan untuk membentuk kompleks.

Fungsi

Enzim -enzim penting ini, yang dihasilkan terutamanya oleh bakteria dan kulat selulolitik, mempunyai pelbagai fungsi, baik dari sudut pandang biologi dan perindustrian:

Biologi

Sel -sel mempunyai peranan asas dalam rangkaian rumit selulosa dan biodegradasi lignoselulosa, yang merupakan polysaccharides yang paling banyak pada biosfera.

Sel -sel yang dihasilkan oleh mikroorganisma yang dikaitkan dengan saluran gastrointestinal banyak haiwan herbivora mewakili salah satu keluarga enzimatik yang paling penting dalam alam semula jadi, sejak karnivor yang omnivor dan ketat.

Manusia, sebagai contoh, menggunakan makanan asal tumbuhan dan semua selulosa yang ada dalamnya dianggap "serat mentah". Selanjutnya ia dihapuskan dengan najis, kerana ia tidak mempunyai enzim untuk pencernaan.

Ruminans, seperti lembu, mampu meningkatkan berat badan dan saiz otot terima kasih kepada penggunaan karbon yang terkandung dalam bentuk glukosa dalam selulosa, kerana mikroflora usus mereka bertanggungjawab untuk kemerosotan sayur -sayuran melalui celulase aktiviti.

Di dalam tumbuhan, enzim -enzim ini bertanggungjawab untuk kemerosotan dinding sel sebagai tindak balas kepada rangsangan yang berbeza yang berlaku dalam pelbagai peringkat pembangunan seperti abscission dan kematangan buah -buahan, abscission daun dan buah, antara lain.

Ia boleh melayani anda: apakah xylem dan phloem?

Industrialis

Di peringkat perindustrian, enzim -enzim ini dihasilkan secara besar -besaran dan dieksploitasi dalam banyak proses pertanian yang berkaitan dengan bahan tumbuhan dan pemprosesan mereka.

Antara proses ini ialah pengeluaran biofuel, yang mana sel -sel memenuhi lebih daripada 8% permintaan enzimatik industri. Ini kerana enzim -enzim ini sangat penting untuk pengeluaran etanol dari sisa tumbuhan dari sumber yang berbeza.

Mereka juga digunakan dalam industri tekstil dengan pelbagai tujuan: pengeluaran makanan haiwan, penambahbaikan kualiti dan "kecernaan" makanan pekat atau semasa jus dan pemprosesan tepung.

Protein ini digunakan, pada gilirannya, dalam pengeluaran minyak, rempah -rempah, penggunaan komersial polisakarida seperti agar dan juga untuk mendapatkan protein dari biji dan tisu tumbuhan lain.

Rujukan

1. Bayer, e. Ke., Chanzyt, h., Lamed, R., & Shham, dan. (1998). Selulosa, selulase dan selulosom. Pendapat semasa dalam Biologi Struktural, 8, 548-557.
2. Dey, ms., & Harborne, J. (1977). Biokimia tumbuhan. San Diego, California: Akademik Akhbar.
3. Huber, t., Müssig, j., Curnow, atau., Pang, s., Bickerton, s., & Staiger, m. P. (2012). Kajian Kritikal Komposit Selulosa. Jurnal Sains Bahan, 47(3), 1171-1186.
4. Knowles, J., & Teeri, t. (1987). Keluarga Selule dan Gen mereka. Tibtech, 5, 255-261.
5. Nelson, d. L., & Cox, m. M. (2009). Prinsip Biokimia Lehninger. Edisi Omega (Edisi ke -5.).
6. Nutt, a., SLD, v., Pettersson, g., & Johansson, g. (1998). Kemajuan lengkung. Purata untuk klasifikasi fungsional selula. Eur. J. Biochem., 258, 200-206.
7. Reilly, ms. J. (2007). Struktur dan fungsi amilase dan selulase. Dalam s.-T. Yang (ed.), Bioprossing untuk produk tambah nilai dari sumber yang boleh diperbaharui (ms. 119-130). Elsevier b.V.
8. Sadhu, s., & Maiti, t. K. (2013). Pengeluaran selulas oleh Bakteria: Kajian. Jurnal Penyelidikan Mikrobiologi British, 3(3), 235-258.
9. Watanabe, h., & Tokuda, g. (2001). Haiwan selule. Sains Kehidupan Selular dan Molekul, 58, 1167-1178.