Karakteristik glukosa oksidase, struktur, fungsi

Itu glukosa oksidase, Juga dikenal sebagai β-D-glikose: oksigen-1-oksidoraduktase, glukosa-1-oksidase atau hanya oksidase glukosa, ini adalah enzim oksidoreduktase yang bertanggung jawab atas oksidasi β-D-glikosa yang menghasilkan D-glukonolakton dan hidrogen peroksida.

Itu ditemukan pada akhir 1920 -an dalam ekstrak jamur Aspergillus Niger. Kehadirannya telah terbukti dalam jamur dan serangga, di mana produksi permanen hidrogen peroksida, dengan aksi katalitiknya, memiliki fungsi penting dalam pertahanan terhadap jamur dan bakteri patogenik.

Skema struktur enzim glukosa oksidase (Sumber Arcadian, melalui Wikimedia Commons)

Saat ini, glukosa oksidase telah dimurnikan dari berbagai sumber jamur, terutama dari genre Aspergillus Dan Penicillium. Meskipun dapat menggunakan substrat lain, ini cukup selektif untuk oksidasi β-D-glikos.

Ini memiliki banyak keuntungan dalam konteks industri dan komersial, yang disebabkan oleh biaya produksinya yang rendah dan stabilitas yang luar biasa.

Dalam hal ini, enzim ini digunakan baik dalam industri produksi pangan dan dalam tata rias, dalam diagnosis apoteker dan klinis, tidak hanya sebagai aditif, tetapi sebagai biosensor dan/atau reagen analitik dari berbagai solusi dan cairan tubuh.

[TOC]

Karakteristik

Oksidase glukosa adalah flavoprotein globular yang menggunakan oksigen molekuler sebagai akseptor elektron untuk menghasilkan, dari glukosa, D-glycon-Δ-lakton dan hidrogen peroksida.

Dalam sistem seluler, hidrogen peroksida yang diproduksi dapat dikonsumsi oleh enzim catlase untuk menghasilkan oksigen dan air. Pada gilirannya, dalam beberapa organisme, D-glukonolakton dihidrolisis menjadi asam glukonat, yang dapat menjalankan fungsi yang berbeda.

Enzim glukosa oksidase yang dijelaskan sejauh ini mampu mengoksidasi monosakarida dan jenis senyawa lainnya, dan seperti yang dikomentari sebelumnya, mereka cukup spesifik untuk anomer β-D-glikosa.

Itu dapat melayani Anda: noda darah: karakteristik, jenis, teknik dan histologi

Mereka bekerja dalam rentang pH asam, dari 3.5 hingga 6.5 dan, tergantung pada mikroorganisme, kisaran ini dapat sangat bervariasi. Selain itu, glukosa oksidase jamur adalah salah satu dari tiga jenis protein yang melekat pada ortofosfat.

Seperti katalis biologis lainnya, enzim ini dapat dihambat oleh molekul yang berbeda, termasuk perak, tembaga dan merkuri, hidrazin dan hidroksilamin, fenilhidrazin, natrium bisulfat, antara lain, antara lain, antara lain, antara lain, antara lain, antara lain, antara lain, antara lain, antara lain, antara lain, antara.

Struktur

Glukosa oksidase adalah protein dimik dengan dua monomer identik masing -masing 80 kDa, dikodekan oleh gen yang sama, secara kovalen disatukan oleh dua jembatan disulfur dan yang dinamismenya terlibat dalam mekanisme katalitik enzim tersebut.

Tergantung pada tubuh, berat molekul rata -rata homodimer.

Struktur monomer

Analisis monomer glukosa oksidase yang berbeda yang ditemukan di alam mengungkapkan bahwa ini dibagi menjadi dua daerah atau domain yang berbeda: satu yang mengikat dengan mode dan yang lain yang berikatan dengan glukosa.

Domain serikat FAD terdiri dari lembaran berlapis β, sedangkan persimpangan glukosa maste.

Glikosilasi

Studi pertama yang dilakukan dari enzim KE. Niger Mereka menetapkan bahwa protein ini memiliki 20% dari berat segar yang terdiri dari aminoazúces dan bahwa 16-19% lainnya sesuai dengan karbohidrat, di mana lebih dari 80% adalah limbah terkait tangan dengan protein dengan tautan oleh tautan oleh tautan oleh tautan N- atau SALAH SATU-glikosida.

Meskipun karbohidrat ini tidak penting untuk katalisis, ada laporan yang menunjukkan bahwa eliminasi atau pengangkatan limbah manis ini mengurangi stabilitas struktural protein. Ini mungkin karena kelarutan dan resistensi terhadap protease yang diberikan oleh lapisan karbohidrat ini.

Dapat melayani Anda: hewan vertebrata

Fungsi

Dalam jamur dan serangga, seperti yang dibahas, glukosa oksidase memenuhi fungsi penting pertahanan terhadap jamur patogen dan bakteri dengan mempertahankan sumber stres oksidatif yang konstan dengan produksi permanen hidrogen peroksida.

Berbicara tentang fungsi umum lain dari enzim glukosa oksidase tidak begitu sederhana, karena ia memiliki keuntungan yang sangat khusus dalam berbagai organisme yang mengekspresikannya. Pada lebah, misalnya, sekresi dari kelenjar hipofaring menuju air liur berkontribusi pada pelestarian madu.

Pada serangga lain, tergantung pada stadion siklus hidup, ia bekerja dalam desinfeksi makanan yang dicerna dan dalam penindasan sistem pertahanan tanaman (ketika datang ke serangga fitofag, misalnya).

Bagi banyak jamur, ini adalah enzim penting untuk pembentukan hidrogen peroksida yang mempromosikan degradasi lignin. Pada gilirannya, untuk jenis jamur lain itu hanyalah sistem pertahanan antibakteri dan antijamur.

Fungsi di industri ini

Di bidang industri, glukosa oksidase telah dieksploitasi dalam banyak hal, di antaranya dapat ditentukan:

- Sebagai aditif selama pengolahan makanan, di mana ia bekerja sebagai antioksidan, pengawet dan penstabil produk makanan.

- Dalam pelestarian turunan susu, di mana ia bekerja sebagai agen antimikroba.

- Ini digunakan selama produksi debu telur untuk penghapusan glukosa dan produksi hidrogen peroksida yang mencegah pertumbuhan mikroorganisme.

- Ini juga memiliki kegunaan dalam produksi anggur rendah dalam alkohol. Ini karena kemampuannya untuk mengonsumsi glukosa yang ada dalam jus yang digunakan untuk fermentasi.

Dapat melayani Anda: lactoferrin: struktur dan fungsi

- Asam glukonat, salah satu produk sekunder dari reaksi yang dikatalisis oleh glukosa oksidase, juga dieksploitasi untuk pewarnaan tekstil, membersihkan permukaan logam, sebagai aditif makanan, sebagai aditif dalam deterjen dan bahkan dalam obat -obatan dan kosmetik.

Sensor glukosa

Ada beberapa tes untuk menyensor konsentrasi glukosa dalam kondisi berbeda yang didasarkan pada imobilisasi enzim glukosa oksidase dalam dukungan yang diberikan.

Tiga jenis uji coba telah dirancang dalam industri yang menggunakan enzim ini sebagai biosensor dan perbedaan di antara mereka relatif terhadap sistem deteksi konsumsi glukosa dan/atau oksigen atau produksi hidrogen peroksida.

Selain kegunaannya dalam industri makanan, biosensor glukosa dieksploitasi untuk penentuan jumlah glukosa dalam cairan tubuh seperti darah dan urin. Ini biasanya studi rutin untuk mendeteksi kondisi patologis dan kondisi fisiologis lainnya.

Referensi

1. Bankar, s. B., Bule, m. V, Singhal, R. S., & Ananthanarayan, L. (2009). Glukosa oksidase - tinjauan umum. Kemajuan Bioteknologi, 27(4), 489-501.
2. Haouz, a., Twist, c., Zentz, c., Tauc, hlm., & Alpert, b. (1998). Sifat dinamis dan struktural enzim glukosa oksidase. Eur Biophys, 27, 19-25.
3. Raba, J., & Mottola, h. KE. (sembilan belas sembilan puluh lima). Glukosa oksidase sebagai reagen analitik. Ulasan Kritis dalam Kimia Analitik, 25(1), 1-42.
4. Wilson, r., & Turner, ke. (1992). Glukosa oksidase: enzim yang ideal. Biosensor & Bioelektronika, 7, 165-185.
5. Wong, c. M., Wong, k. H., & Chen, x. D. (2008). Glukosa oksidase: kejadian alami, fungsi, sifat dan aplikasi industri. Biotechnol Microbiol Appl, 75, 927-938.