ГЛУКОЗИДА ОКСИДАЗА: КАРАКТЕРИСТИКЕ, СТРУКТУРА, ФУНКЦИЈЕ - БИОЛОГИЈА - 2025

Оксидаза глукозе , такође познат као П-Д-глукозе: кисеоник 1-окидоредуцтасе, глукоза-1-оксидаза или једноставно глукозе оксидазе је окидоредуцтасе ензим одговоран за оксидацију глукозе п-Д производе Д-глуконолактон анд водоник пероксид.

Откривена је касних 1920-их у екстрактима гљивице Аспергиллус нигер. Доказано је његово присуство код гљивица и инсеката, где трајна производња водоник пероксида, захваљујући каталитичком деловању, има важне функције у одбрани од патогених гљивица и бактерија.

Схема структуре ензима Глукоза Оксидаза (Извор Арцадиан, виа Викимедиа Цоммонс)

Тренутно је глукозида оксидаза пречишћена из многих различитих гљивичних извора, посебно из родова Аспергиллус и Пенициллиум. Иако може да користи друге супстрате, прилично је селективан за оксидацију β-Д-глукозе.

Има вишеструку употребу у индустријском и комерцијалном контексту, што је последица ниских трошкова производње и велике стабилности.

У том смислу, овај ензим се користи и у индустрији производње хране и у козметологији, у фармацеутским производима и у клиничкој дијагнози, не само као адитив, већ као биосензор и / или аналитички реагенс за различите растворе и телесне течности.

карактеристике

Глукозида оксидаза је глобуларни флавопротеин који користи молекулски кисеоник као акцептор електрона за производњу из глукозе, Д-глуконо-5-лактона и хидроген пероксида.

У ћелијском систему, добијени водоник пероксид може да троши ензим каталазе за производњу кисеоника и воде. Заузврат, у неким организмима Д-глуконолактон се хидролизује у глуконску киселину, која може обављати различите функције.

До сада описани ензими глукозида оксидазе могу да оксидују моносахариди и друге класе једињења, међутим, као што је претходно дискутирано, они су сасвим специфични за β аномер Д-глукозе.

Они раде у киселом распону пХ, од 3,5 до 6,5, а зависно од микроорганизма, тај опсег може значајно варирати. Надаље, гљивична глукоза оксидаза једна је од три врсте протеина који се везују за ортофосфате.

Као и други биолошки катализатори, ови ензими могу бити инхибирани различитим молекулама, укључујући јоне сребра, бакра и живе, хидразин и хидроксиламин, фенилхидразин, натријум бисулфат.

Структура

Глукозида оксидаза је димерни протеин са два идентична мономера од 80 кДа, кодираних истим геном, ковалентно повезанима са два дисулфидна моста и чија је динамичност укључена у каталитички механизам ензима.

У зависности од организма, просечна молекулска маса хомодимера варира између 130 и 175 кДа, а на сваки мономер је причвршћена, нековалентном везом, нуклеотид флавин аденина (ФАД), који је коензим који током катализације делује као преносник електрона. .

Структура мономера

Анализа мономера различитих глукозних оксидаза у природи открива да су они подељени у два различита региона или домена: онај који се веже за ФАД и други који се веже за глукозу.

Домен који се веже за ФАД састоји се од листова пресавијених у β, док се домен који веже глукозу састоји од 4 алфа хеликоле који подржавају неколико антипаралних β пресавијених листова.

Гликозилација

Прве студије спроведене коришћењем ензима А. нигер утврђују да овај протеин има 20% његове свеже масе састављене од амино шећера и да још 16-19% одговара угљеним хидратима, од чега су више од 80% остаци манозе везан за протеин помоћу Н- или О-гликозидних веза.

Иако ови угљени хидрати нису битни за катализу, постоје извештаји да елиминација или уклањање ових шећерних остатака смањује структурну стабилност протеина. То може бити последица растворљивости и отпорности на протеазе којима тај слој угљених хидрата даје.

Карактеристике

У гљивама и инсектима, као што је дискутовано, глукозида оксидаза игра кључну одбрамбену функцију против патогених гљивица и бактерија одржавањем константног извора оксидативног стреса сталном производњом хидроген пероксида.

Када говоримо о другим општим функцијама ензима глукоза оксидаза није тако једноставно, јер има врло посебне корисне могућности у различитим организмима који га изражавају. На пример, код пчела његово излучивање из хипофарингеалних жлезда у слину доприноси очувању меда.

Код осталих инсеката, у зависности од стадија животног циклуса, делује у дезинфекцији унесене хране и у сузбијању одбрамбених система биљака (на пример, када се ради о фитофагним инсектима).

За многе гљиве ово је пресудни ензим за стварање водоник-пероксида који потиче разградњу лигнина. За друге врсте гљивица то је само антибактеријски и против гљивични одбрамбени систем.

Функције у индустрији

У индустријској области глукозида оксидаза је експлоатирана на више начина, међу којима можемо навести:

- Као адитив током прераде хране, где делује као антиоксиданс, конзерванс и стабилизатор прехрамбених производа.

- У конзервацији млечних деривата, где делује као антимикробно средство.

- Користи се током производње јајног праха за елиминацију глукозе и производње хидроген пероксида који спречава раст микроорганизама.

- Такође се користи у производњи вина са мало алкохола. То је због његове способности конзумирања глукозе присутне у соковима који се користе за ферментацију.

- Глуконска киселина, један од секундарних производа реакције коју катализује глукозида оксидаза, такође се користи за бојење текстила, чишћење металних површина, као додатак храни, додатак у детерџентима, па чак и у лековима и козметикама.

Сензори глукозе

Постоје различити тестови за цензус концентрације глукозе под различитим условима који се заснивају на имобилизацији ензима глукоза оксидаза на специфичном носачу.

Три индустрије су направљена у индустрији која користи овај ензим као биосензор, а разлике међу њима су у односу на систем за откривање потрошње глукозе и / или кисеоника или производњу хидроген пероксида.

Поред њихове корисности у прехрамбеној индустрији, биосензори глукозе се користе за одређивање количине глукозе у телесним течностима, попут крви и урина. То су обично рутински тестови за откривање патолошких и других физиолошких стања.

Референце

1. Банкар, СБ, Буле, М. В, Сингхал, РС, и Анантханараиан, Л. (2009). Глукозида оксидаза - преглед. Биотецхнологи Адванцес, 27 (4), 489–501.
2. Хаоуз, А., Твист, Ц., Зентз, Ц., Тауц, П., и Алперт, Б. (1998). Динамичка и структурна својства ензима глукоза оксидаза. Еур Биопхис, 27, 19–25.
3. Раба, Ј., и Моттола, ХА (1995). Глукоза оксидаза као аналитички реагенс. Критички осврти на аналитичку хемију, 25 (1), 1–42.
4. Вилсон, Р., и Турнер, А. (1992). Глукоза оксидаза: идеалан ензим. Биосензори и биоелектроника, 7, 165–185.
5. Вонг, ЦМ, Вонг, КХ и Цхен, КСД (2008). Глукоза оксидаза: природна појава, функција, својства и индустријска примена. Аппл Мицробиол Биотецхнол, 75, 927-938.