Karakteristik selulasa, struktur, fungsi

Itu Seluasas Mereka adalah kelompok enzim yang diproduksi oleh tanaman dan oleh berbagai mikroorganisme "selulolitik", yang aktivitas katalitiknya terdiri dari degradasi selulosa, polisakarida yang paling melimpah di alam.

Protein ini termasuk dalam keluarga enzim glikosida atau glikosil hidrolase hidrolasil, karena mereka mampu menghidrolisis ikatan antara unit glukosa tidak hanya selulosa, tetapi juga dari beberapa β-d-glukan yang ada dalam sereals.

Representasi grafis dari struktur molekul selulase (Sumber: Jawahar Swaminathan dan Staf MSD di European Bioinformatics Institute [domain publik] melalui Wikimedia Commons)

Kehadirannya di Kerajaan Hewan telah diperdebatkan dan pencernaan selulosa oleh hewan herbivora dikaitkan dengan mikroflora usus simbiot. Namun, penelitian yang relatif baru telah menunjukkan bahwa enzim ini juga diproduksi oleh invertebrata seperti serangga, moluska dan beberapa nematoda.

Selulosa adalah bagian penting dari dinding sel semua organisme tanaman dan juga diproduksi oleh beberapa spesies ganggang, jamur dan bakteri. Ini adalah homopolysaccharid linear.

Polisakarida ini tahan mekanis dan kimia, karena terdiri dari rantai paralel yang disejajarkan dalam sumbu longitudinal yang distabilkan oleh jembatan hidrogen.

Karena tanaman, produsen selulosa utama, adalah dasar dari rantai makanan, keberadaan enzim ini sangat penting untuk penggunaan jaringan tersebut dan, oleh karena itu, untuk subsisten sebagian besar fauna tanah (termasuk mikroorganisme).

[TOC]

Karakteristik

Sel -sel yang diekspresikan oleh sebagian besar mikroorganisme menjalankan fungsi katalitiknya dalam matriks ekstraseluler dan, secara umum, ini diproduksi dalam jumlah besar, yang digunakan secara industri untuk banyak tujuan.

Dapat melayani Anda: lignin: struktur, fungsi, ekstraksi, degradasi, penggunaan

Bakteri menghasilkan sejumlah kecil sel terkait dalam kompleks.

Bergantung pada organisme yang dipelajari, terutama jika prokariota dan eukariota, jalan "sekretori" untuk jenis enzim ini sangat berbeda.

Klasifikasi

Sel atau enzim selulolitik ditemukan di alam sebagai sistem multienzimatik, yaitu, membentuk kompleks yang terdiri dari lebih dari satu protein. Klasifikasi mereka biasanya membaginya menjadi tiga kelompok penting:

- Endoglucanasases salah satu ENDO-1,4-β-D-Glucan glucanohydroles: Mereka memotong situs "amorf" acak di daerah internal rantai selulosa

- Exoglucanases, Celobiohydrolesas salah satu 1.4-β-D-Glucano Celobiohydroles: mana yang menghidrolisis ujung dan rantai selulosa yang tidak mengurangi, melepaskan glukosa atau residu selobial (kelompok glukosa bersama satu sama lain)

- β-glukosidase salah satu β-D-glycoside glycohydrolase: Mampu menghidrolisis ujung selulosa yang tidak berkurang dan melepaskan residu glukosa

Kompleks multienzimatik sel sel yang dihasilkan beberapa organisme dikenal sebagai selulosom, yang komponen individualnya sulit diidentifikasi dan diisolasi, tetapi mereka mungkin sesuai dengan enzim dari tiga kelompok yang dijelaskan.

Di dalam setiap kelompok sel ada keluarga, yang dikelompokkan bersama karena mereka memiliki beberapa karakteristik khusus. Keluarga -keluarga ini dapat membentuk "klan" yang anggotanya memiliki perbedaan dalam urutan mereka, tetapi berbagi beberapa karakteristik struktural dan fungsional satu sama lain.

Struktur

Enzim seluler adalah protein "modular" yang terdiri dari domain struktural dan diam -diam secara fungsional: domain katalitik dan penyatuan karbohidrat lainnya.

Like most hydrolase glycosil, cells have, in the catalytic domain, an amino acid residue that functions as a catalytic nucleophil that is negatively charged to the optimal pH for the enzyme and another residue that acts as a proton donor.

Dapat melayani Anda: ganggang uniseluler: karakteristik dan contoh spesies

Sepasang limbah ini, tergantung pada organisme yang mengekspresikan enzim, dapat berupa dua aspartat, dua glutamat atau satu di masing -masing.

Pada banyak jamur dan bakteri, sel adalah protein yang sangat glikosilasi, namun, studi independen menunjukkan bahwa limbah karbohidrat ini tidak memainkan peran transendental dalam aktivitas enzimatik enzim ini.

Saat sel dikaitkan untuk membentuk kompleks.

Fungsi

Enzim penting ini, yang diproduksi terutama oleh bakteri dan jamur selulolitik, memiliki berbagai fungsi, baik dari sudut pandang biologis dan industri:

Biologis

Sel -sel memiliki peran mendasar dalam jaringan biodegradasi selulosa dan lignoselulosa yang rumit, yang merupakan polisakarida yang paling melimpah pada biosfer.

Sel -sel yang diproduksi oleh mikroorganisme yang terkait dengan saluran pencernaan banyak hewan herbivora mewakili salah satu keluarga enzimatik yang paling penting di alam, karena karnivora omnivora dan ketat.

Man, misalnya, mengonsumsi makanan asal tanaman dan semua selulosa yang ada di dalamnya dianggap "serat mentah". Selanjutnya dihilangkan dengan tinja, karena tidak memiliki enzim untuk pencernaan.

Ruminansia, seperti sapi, mampu meningkatkan berat badan dan ukuran otot berkat penggunaan karbon yang terkandung dalam bentuk glukosa dalam selulosa, karena mikroflora usus mereka bertanggung jawab atas degradasi sayuran melalui aktivitas selulase.

Pada tanaman, enzim ini bertanggung jawab atas degradasi dinding sel sebagai respons terhadap rangsangan yang berbeda yang terjadi pada berbagai tahap perkembangan seperti absisi dan pematangan buah, absisi daun dan polong, antara lain.

Itu bisa melayani Anda: apa xilem dan floem?

Industrialis

Pada tingkat industri, enzim ini diproduksi dalam skala besar dan dieksploitasi dalam banyak proses pertanian yang terkait dengan bahan tanaman dan pemrosesannya.

Di antara proses -proses ini adalah produksi biofuel, yang sel -selnya memenuhi lebih dari 8% dari permintaan enzimatik industri. Ini karena enzim ini sangat penting untuk produksi etanol dari limbah tanaman dari berbagai sumber.

Mereka juga digunakan dalam industri tekstil dengan berbagai tujuan: produksi makanan hewani, peningkatan kualitas dan "kecernaan" makanan terkonsentrasi atau selama jus dan pemrosesan tepung.

Protein ini digunakan, pada gilirannya, dalam produksi minyak, rempah -rempah, polisakarida penggunaan komersial seperti agar dan juga untuk mendapatkan protein dari biji dan jaringan tanaman lainnya.

Referensi

1. Bayer, e. KE., Chanzyt, h., Lamed, R., & Shham, dan. (1998). Selulosa, selulase dan selulosom. Pendapat saat ini dalam biologi struktural, 8, 548-557.
2. Dey, hlm., & Harborne, J. (1977). Biokimia tanaman. San Diego, California: Pers Akademik.
3. Huber, t., Müssig, J., Curnow, atau., Pang, s., Bickerton, s., & Staiger, m. P. (2012). Tinjauan kritis komposit semua selulosa. Jurnal Ilmu Bahan, 47(3), 1171-1186.
4. Knowles, J., & Tei, t. (1987). Keluarga Cellulese dan gen mereka. Tibtech, 5, 255-261.
5. Nelson, d. L., & Cox, m. M. (2009). Prinsip -prinsip biokimia lehninger. Edisi Omega (Edisi ke -5.).
6. Nutt, a., Sld, v., Pettersson, g., & Johansson, G. (1998). Kurva Kemajuan. Rata -rata untuk klasifikasi fungsional selula. Eur. J. Biochem., 258, 200-206.
7. Reilly, hlm. J. (2007). Struktur dan fungsi amilase dan selulease. Dalam s.-T. Yang (ed.), Biopross untuk produk nilai tambah dari sumber daya terbarukan (hal. 119-130). Elsevier b.V.
8. Sadhu, s., & Maiti, t. K. (2013). Produksi selulat oleh bakteri: ulasan. Jurnal Penelitian Mikrobiologi Inggris, 3(3), 235-258.
9. Watanabe, h., & Tokuda, g. (2001). Hewan selulese. Ilmu kehidupan seluler dan molekuler, 58, 1167-1178.