Charakterystyka celulasy, struktura, funkcje

Celluaz Są to grupa enzymów wytwarzanych przez rośliny i przez różne „celulolityczne” mikroorganizmy, których aktywność katalityczna polega na degradacji celulozy, najliczniejszego polisacharydu z natury z natury.

Białka te należą do rodziny enzymów glikozydowych lub glikozylowych hydrolazilowych, ponieważ są w stanie hydrolizować wiązania między jednostkami glukozy nie tylko z celulozy, ale także niektórych β-D-glukanów obecnych w zbożach zbożowych.

Graficzna reprezentacja struktury molekularnej celulazy (źródło: Jawahar Swaminathan i MSD pracownicy European Bioinformatics Institute [Public Domena] za pośrednictwem Wikimedia Commons)

Jego obecność w królestwie zwierząt została argumentowana, a trawienie celulozy przez zwierzęta roślinożerne przypisuje się symbionowej mikroflory jelitowej. Jednak stosunkowo ostatnie badania wykazały, że enzym ten jest również wytwarzany przez bezkręgowce, takie jak owady, mięczaki i niektóre nicienie.

Celuloza jest istotną częścią ściany komórkowej wszystkich organizmów roślinnych i jest również wytwarzana przez niektóre gatunki glonów, grzybów i bakterii. Jest to liniowy homopolisacharyd.

Ten polisacharyd jest odporny mechanicznie i chemicznie, ponieważ składa się z równoległych łańcuchów, które są wyrównane w osiach podłużnych stabilizowanych przez mosty wodorowe.

Ponieważ rośliny, główni producenci celulozy, są podstawą łańcucha pokarmowego, istnienie tych enzymów jest niezbędne do stosowania takich tkanek, a zatem do utrzymania znacznej części fauny lądowej (w tym mikroorganizmów).

[TOC]

Charakterystyka

Komórki wyrażane przez większość mikroorganizmów wykonują swoje funkcje katalityczne w matrycy pozakomórkowej, a ogólnie są one wytwarzane w dużych ilościach, które są wykorzystywane przemysłowo do wielu celów.

Może ci służyć: lignina: struktura, funkcje, ekstracja, degradacja, użycie

Bakterie wytwarzają niewielkie ilości powiązanych komórek w złożonym.

W zależności od badanego organizmu, zwłaszcza jeśli to prokarioty i eukarioty, drogi „wydzielnicze” dla tego typu enzymów są bardzo różne.

Klasyfikacja

Komórki lub enzymy celulolitu znajdują się w naturze jako układy wielkowymatyczne, to znaczy tworzące kompleksy składające się z więcej niż jednego białka. Ich klasyfikacja zwykle dzieli je na trzy ważne grupy:

- Endoglucanazy albo Endo-1,4-β-D-glukan glukanodole: Wstali w losowe „amorficzne” miejsca w wewnętrznych obszarach łańcuchów celulozowych

- Exoglucanazy, celobiohydrolesas albo Celobiohydroli 1,4-β-D-glukano: który hydrolizuje zmniejszenie końców i nieredukujące łańcuchy celulozowe, uwalniające glukozę lub reszty komórkowe (grupy glukozy wraz ze sobą)

- β-glukozydazy albo Glikohydrolaza β-D-D: zdolne do hydrolizowania nieredukujących końców celulozy i uwalniania pozostałości glukozy

Multienzymatyczne kompleksy komórek, które wytwarzają niektóre organizmy, są znane jako celulosomy, których poszczególne składniki są trudne do zidentyfikowania i izolowania, ale prawdopodobnie odpowiadają enzymom z trzech opisanych grup.

W każdej grupie komórek znajdują się rodziny, które są zgrupowane razem, ponieważ mają pewne szczególne cechy. Rodziny te mogą tworzyć „klany”, których członkowie mają różnice w swoich sekwencjach, ale mają od siebie pewne cechy strukturalne i funkcjonalne.

Struktura

Enzymy komórkowe to białka „modułowe”, które składają się z domen strukturalnych i funkcjonalnie dyskretnych: domeny katalitycznej i innego połączenia węglowodanów.

Podobnie jak większość glikozolu hydrolazy, komórki mają, w domenie katalitycznej, resztę aminokwasową, która działa jako katalityczny nukleofil, który jest ujemnie naładowany do optymalnego pH enzymu i innej reszty, która działa jako dawca protonów.

Może ci służyć: glony jednokomórkowe: cechy i przykłady gatunków

Ta para odpadów, w zależności od organizmu, który wyraża enzym, może być dwa aspartaty, dwa glutamany lub jeden w każdym.

W wielu grzybach i bakteriach komórki są białkami wysoce glikozylowanymi, jednak niezależne badania sugerują, że te odpady węglowodanowe nie odgrywają transcendentalnej roli w aktywności enzymatycznej tych enzymów.

Gdy komórki są związane z tworzeniem kompleksu.

Funkcje

Te ważne enzymy, wytwarzane szczególnie przez bakterie i grzyby celulolitu, mają różne funkcje, zarówno z biologicznego, jak i przemysłowego punktu widzenia:

Biologiczny

Komórki odgrywają fundamentalną rolę w skomplikowanej sieci biodegradacji celulozy i lignocelulozy, które są najliczniejszymi polisacharydami na biosferze.

Komórki wytwarzane przez mikroorganizmy związane z przewodem przewodu pokarmowego wielu zwierząt roślinożernych reprezentują jedną z najważniejszych rodzin enzymatycznych w naturze, ponieważ wszystkożerne i ścisłe mięsożerne.

Na przykład człowiek zużywa żywność pochodzenia roślin, a wszystkie obecne w nich celuloza jest uważane za „surowe błonnik”. Następnie jest eliminowany kałem, ponieważ nie ma enzymów do trawienia.

Żuminki, takie jak krowy, są zdolne do zwiększenia ich masy i wielkości mięśni dzięki zastosowaniu węgla zawartego w postaci glukozy w celulozie, ponieważ ich mikroflora jelitowa jest odpowiedzialna za degradację warzyw poprzez celulazę aktywności.

W roślinach enzymy te są odpowiedzialne za degradację ściany komórkowej w odpowiedzi na różne bodźce, które występują na różnych etapach rozwoju, takich jak odcięcie i dojrzewanie owoców, odcięcie liści i strąków, między innymi.

Może ci służyć: jakie są ksylem i łyk?

Przemysłowcy

Na poziomie przemysłowym enzymy te są wytwarzane na dużą skalę i wykorzystywane w wielu procesach rolniczych związanych z materiałami roślinnymi i ich przetwarzaniem.

Wśród tych procesów jest produkcja biopaliw, dla których komórki spełniają ponad 8% zapotrzebowania na enzymatyczne przemysłowe. Jest tak, ponieważ enzymy te mają ogromne znaczenie dla produkcji etanolu z odpadów roślinnych z różnych źródeł.

Są one również używane w przemyśle tekstylnym z wieloma celami: produkcja żywności zwierząt, poprawa jakości i „strawność” skoncentrowanej żywności lub podczas przetwarzania soków i mąki.

Białka te są z kolei stosowane w produkcji olejów, przypraw, komercyjnych polisacharydów, takich jak agar, a także do uzyskania białka z nasion i innych tkanek roślinnych.

Bibliografia

1. Bayer, e. DO., Chanzyt, h., Lamed, R., I Shham i. (1998). Celuloza, celulazy i celulosomy. Obecna opinia w biologii strukturalnej, 8, 548-557.
2. Dey, str., & Harborne, J. (1977). Biochemia roślin. San Diego, Kalifornia: Academic Press.
3. Huber, t., Müssig, J., Curnow, lub., Pang, s., Bickerton, s., & Staiger, m. P. (2012). Krytyczny przegląd kompozytów w całej komórce. Journal of Materials Science, 47(3), 1171-1186.
4. Knowles, J., & Teeri, t. (1987). Rodziny cellelese i ich geny. Tibtech, 5, 255-261.
5. Nelson, zm. L., & Cox, m. M. (2009). Zasady biochemii lehninger. Omega Editions (Ed.).
6. Nutt, a., Sld, v., Pettersson, g., I Johansson, G. (1998). Krzywe postęp. Średnia dla funkcjonalnej klasyfikacji cellali. Eur. J. Biochem., 258, 200-206.
7. Reilly, s. J. (2007). Struktura i funkcja amylazy i celululeazy. W s.-T. Yang (wyd.), Bioprosowanie produktów wartości dodanej z zasobów odnawialnych (PP. 119-130). Elsevier b.V.
8. Sadhu, s., & Maiti, t. K. (2013). Produkcja komórkową przez bakterie: przegląd. British Microbiology Research Journal, 3(3), 235-258.
9. Watanabe, godz., & Tokuda, g. (2001). Zwierzę celleski. Nauk o życiu komórkowym i molekularnym, 58, 1167-1178.