Ку энзимы что это: ЧТО ТАКОЕ ЭНЗИМЫ И К ЧЕМУ ВЕДЕТ ЕГО ОТСУТСТВИЕ?

By | 25.10.2018

ЧТО ТАКОЕ ЭНЗИМЫ И К ЧЕМУ ВЕДЕТ ЕГО ОТСУТСТВИЕ?

Энзимы — это белковые соединения, которые имеются в любой клетке любого растения, животного и человека. Они участвуют во всех химических реакциях и процессах организма, запуская и завершая их. Благодаря энзимам происходит вечный круговорот жизни — растет трава, распускаются листья и цветы, растут плоды, желтеют, опадают, разлагаются и снова становятся землей.

В организме человека все происходит аналогично. Энзимы разлагают съеденную пищу на мелкие пригодные для усвоения частицы, которые используются для питания, функционирования клеток, и из которых снова строятся новые клетки.  Или, другими словами, чтобы тело смогло превратить курицу или рыбу в белок, а белок — в аминокислоты и из них, в свою очередь, построить, например, костные, мышечные или кровяные клетки, нужны энзимы.

Виды энзимов

Наше тело производит энзимы двух видов — пищеварительные и метаболические энзимы. Из сырой еды можно получить, например, пищевые энзимы. Если пищевых энзимов недостаточно, их можно принимать в виде пищевой добавки.

Пищевые энзимы производят для переваривания пищи органы пищеварения, например, слюнные железы, железы слизистой желудка, поджелудочная железа и щеточная кайма тонкого кишечника. Для того, чтобы тело получило из пищи все необходимые витамины, минеральные вещества, белки, жиры и углеводы, крайне необходима помощь пищеварительных энзимов.

Основные пищеварительные энзимы

Это амилаза, которая помогает переварить углеводы, например, зерно и крахмалистые овощи на сахара, из которых митохондриях клеток производится энергия. Липаза с желчью помогает расщеплять жиры и масла. Животные жиры организм также использует для производства энергии, но качественные масла идут на образование новых клеток.  Если организм не переваривает жиры, остаются неусвоенными и жирорастворимые витамины, например, витамины A, D, E, K и Q. Протеаза, а также пепсин расщепляют белки на аминокислоты и пептиды, которые организм также использует для работы и строительства клеток, в случае крайней необходимости, например, при голодании, для производства энергии. Первым симптомом дефицита пищеварительных энзимов является нарушение пищеварения — избыток газов, раздражение желудка и чувство вздутия после еды.

Метаболические энзимы

Их используют все клетки для выполнения своих функций.  Благодаря метаболическим энзимам становятся возможным протекание биохимических реакций в нашем теле. Они функционируют в клетках, тканях и кровообращении, выполняя очень специфическую функцию — каждый энзим нужен для протекания определенной реакции. Метаболические энзимы участвуют, например, в процессах очищения организма, а также в производстве энергии в клетке. Каждый орган, ткань и клетка в нашем теле самостоятельно синтезирует необходимые энзимы.

Пищевые энзимы

Пищевые энзимы содержатся в любых сырых продуктах. Например, в растениях: плодах, фруктах, овощах, рыбе, курице, говядине. Они помогают расщепить и переварить этот продукт. Например, яблоко при падении с ветки дерева начинает коричневеть и разлагаться. Это работа энзимов. Кстати, при температуре 48 С они распадаются. Это означает, что организм должен использовать для расщепления этой еды собственные запасы. То есть пищеварительные энзимы, а при их дефиците или отсутствии — уже метаболические.  Из-за отсутствия пищеварительных энзимов пища не будет полностью перевариваться. И организм не будет получать питательные вещества. Телу будет постоянно не хватать питательных веществ, что приведет к необходимости есть больше, чем надо, что вызовет ожирение. Поскольку тело до конца не переваривает еду, она превращается для тела в груз, который расходует жизненные силы и энергию. Специалисты по питанию рекомендуют, чтобы стол состоял минимально на 50%-60% из сырых продуктов. А остальную долю может составлять приготовленная еда.

Неправильный образ жизни

Кроме этого, энзимы также разрушает неправильный образ жизни, стресс, негативные эмоции и употребление медикаментов. При недостатке энзимов еда в организме загнивает и портится. В результате этого в кишечнике появляются очаги воспаления, меняется хрупкое равновесие микрофлоры кишечника. Если организм больше не получает питательных веществ для своей деятельности и работы, могут возникнуть всевозможные заболевания. Например, дисбактериоз может быть причиной возникновения и развития заболеваний в девяти случаях из десяти. Дисбактериоз — это заболевание, когда соотношение полезных и вредных бактерий нарушено и смещено в пользу вредных. При дисбактериозе организм лишается не только полезных веществ и свойств. Он страдает от агрессивного воздействия патогенной и болезнетворной микрофлоры (микробов).

Хронический дисбактериоз может привести к следующим проблемам:
  • нарушение пищеварения,
  • пищевая аллергия,
  • повышение массы тела,
  • хроническая усталость,
  • ожирение,
  • различные заболевания кожи, печени, почек, желудка и кишечника,
  • непереносимость лактозы и глютена,
  • маточные кровотечения,
  • образование миом в матке,
  • нарушение работы яичников,
  • воспаление мочеполовых путей
  • камни в почках и пузыре,
  • герпес, тонзиллит, бронхит, астма, анемия, диабет, артрит, остеопороз, атеросклероз, гипертония,
  • преждевременное старение,
  • склероз,
  • депрессия,
  • онкологические заболевания.
Энзимы следует принимать дополнительно при:  
  • поддержании пищеварения и облегчения дефицита энзимов
  • употреблении обработанной и разогретой еды
  • пищевой непереносимости, например, непереносимости лактозы и пшеничного глютена
  • отсутствии свежей и разнообразной еды
  • заболеваниях кишечника, поскольку организм больше не способен расщеплять и усваивать питательные вещества
  • хронической усталости и истощении, поскольку стресс уничтожает энзимы
  • старении, если кишечник больше не способен производить энзимы в нужном количестве

Энзимы необходимо принимать до или во время каждого приема пиши. Тогда организм равномерно получает минеральные вещества, витамины и белки. Также, полезно принимать пробиотики для всесторонней поддержки пищеварительного процесса и усвоения питательных веществ в кишечнике.

 

 

Let us know if you liked the post. That’s the only way we can improve.

Now Foods Супер Энзимы 90 капсул

 

Супер Энзимы – это целевая комбинация ферментов растительного (из папайи и ананаса) и животного происхождения, обеспечивающая переваривание белков, углеводов (простых и сложных), жиров при недостаточности желудочной и кишечной секреции; применяемая при хронических дегенеративных заболеваний пищеварительной системы, ферментной недостаточности желудочно-кишечного тракта, для укрепления иммунитета, снятия воспалительных процессов, очистки кровеносного русла.

 

Одна капсула содержит: 

 










 Бетаин (Betaine HCI (from beets and molasses)  

200 мг                                          

 Панкреатин (Pancreatin 4X) В т.ч.:

Амилаза (Amylase) 20,000 USP ед.

Протаза (Protease) 20,000 USP ед.

Липаза (Lipase) 3,400 UPS ед. 

200 мг


 

 Экстракт бычьей желчи (Ox Bile Extract (45% Cholic Acid))


 Бромелаин (Bromelain (2,400 GDU/g from pineapple))

50 мг

 Папаин (Papain 2M USP units/mg Powder (from papaya))

50 мг

 Пепсин (Pepsin NF 1:10M units Powder)

50 мг

 Папайя (Papaya Fruit Powder)

45 мг

 Ананас (Pineapple Juice Powder)

45 мг

 Целлюлоза (Cellulase 1M FCC/g Powder)

10 мг

Супер Энзимы работают в организме по этапам, один вид энзимов активизирует другой. Каждый вид энзимов специализирован на один конкретный тип субстрата и изменяет его лишь определённым образом. Поэтому, организму необходимо предоставить как можно более широкий набор энзимов, чтобы между ними не возникало пустое место.

Использование энзимов одного и того же вида, но разного происхождения позволяет выравнивать колебания активности, характерные для энзимов, полученных из одного источника. Кроме того, большинство составляющих можно считать тоже своего рода смесями, только с небольшим количеством компонентов. 

Папаин (из папайи) и Бромелаин (из ананаса)- ферменты растительного происхождения, которые обеспечивают переваривание белков и жиров при недостаточной желудочно-кишечной секреции.

Бетаин – гепатопротектор, снижает уровень триглицеридов в крови, нормализует пищеварение при диспепсии и при замедленном пищеварении.

Экстракт бычьей желчи эмульгирует жиры, улучшая их пищеварение. Этот компонент очень важен при дисфункциях печени и желчного пузыря. 

Папайя увеличивает продолжительность и эффективность действия всей формулы Супер Энзимов.

 

Было установлено, что при одновременном приёме определённого количества химиотерапевтических препаратов и комплекса энзимов, действенность лекарств повышалась. Это правило действует в случае совместного приёма с антибиотиками, сульфонамидами, стероидными гармонами и др. Это значит, что для достижения требуемого результата достаточно меньшей дозы лекарства, что улучшает их переносимость организмом. 

Супер Энзимы способны не только растворять фибрин, накапливающийся в воспалённой ткани, но способны к расщеплению и выведению иммунных комплексов. 

Показания к применению:

 Хронические заболевания пищеварительной системы, ферментная недостаточность, переедание, запоры, метеоризм, невозможность употребления свежих овощей и фруктов.

 Головные боли, мигрени.

 Нарушение сна, связанное с плохим пищеварением.

 Воспаления всех видов.

 Вирусные инфекции.

 Ревматизм суставов и мягких тканей, тромбофлебит, тромбоз, артриты, восстановление функций опорно-двигательного аппарата, ревматические заболевания.

 Выведение токсических продуктов обмена веществ.

 Фиброзно-кистозная мастопатия у женщин.

Противопоказания: 

Индивидуальная непереносимость компонентов.

Способ применения: 

По 1 капсуле 2-3 раза в день за 40 мин. до еды или во время еды. При тяжелых заболеваниях дозу можно увеличить в 2-3 раза.

Сертификат:

                

 

Что же такое – энзимы?

Что же такое –
энзимы? Это ферменты или специфические белки, которые ускоряют многие процессы
в организме, активно участвуют в обмене веществ. Некоторые энзимы
вырабатываются непосредственно в организме, а другие попадают к нам с пищей.
Известны тысячи энзимов, которые участвуют в различных процессах разных
органов. С течением времени выработка энзимов замедляется и их нужно потреблять
из продуктов питания. На выработку этих ферментов влияют возраст, а также
стрессы и повышенная физическая активность.

Какие
энзимы бывают.

Пищеварительные
энзимы.

Выделяются поджелудочной железой и тонким кишечником. Называются
панкреатическими,  работают в
пищеварительном тракте, помогая перерабатывать питательные вещества.

Пищеварительные ферменты делятся на 3
группы: амилазы, протеазы и липаза.

Амилаза находится в слюне и кишечнике.
Они способствуют  расщеплению углеводов и
всасыванию их в кровь.

Протеаза вырабатывается поджелудочной
железой и присутствует в желудке. Она способствует расщеплению белков.
Благодаря ей нормализуется микрофлора кишечника.

Липаза тоже вырабатывается поджелудочной
железой и участвует в расщеплении жиров.

Пищеварительные ферменты играют огромную
роль в переработке и усвоении питательных веществ. Без их участия нарушается
работа пищеварительной системы. А правильная работа пищеварительного тракта –
это залог активной жизни.

Чтобы понять, насколько необходимы
энзимы нашему организму, приведем некоторые примеры. Непереваренные жиры – это
путь к заболеваниям сердца и сосудов, непереваренные белки провоцируют
депрессию и могут вызвать новообразования, непереваренные углеводы вызывают
аллергию, астму.

Растительные
энзимы

поступают в организм из пищи.

Эти ферменты содержатся в сырых овощах и
фруктах. Они помогают с пищеварением, а также заряжают организм энергией,
которая тратится на укрепление иммунитета, очищение печени, защиту от
опухолей.  Растительные энзимы помогают
очищать организм от шлаков и токсинов, способствуют обновлению клеток.

Примерами растительных ферментов могут
служить, бромелайн и папаин. Растительные ферменты помогают пищеварению,
начиная свою работу уже с желудка, т.к. устойчивы к кислой среде желудка. Они
также способствуют заживлению ран, повышению сопротивляемости организма
различным инфекциям.

Метаболические
ферменты
  вырабатываются организмом и отвечают за его
работу, включая  дыхание, мышление, речь,
движение и иммунитет, участвуя в биохимических процессах внутри клеток.

Действие
энзимов на организм.

– Улучшение пищеварения.

– Повышение сопротивляемости.

– Защита от инфекций.

– Очищение организма от шлаков и
токсинов.

– Регенерация клеток.

– Обеспечение энергией.

– Улучшение обмена веществ.

Что
снижает количество энзимов в организме.

– Болезни.

– Стрессы и переутомления.

– Акоголь и курение.

– Неправильное питание, жирная  и рафинированная пища.

– Долгий прием лекарственных средств.

Энзимы или ферменты в большом количестве
содержатся в ягодах, фруктах, овощах, пророщенных семенах и зернах, натуральном
соевом соусе. Но ферменты разрушаются при температуре выше 40 градусов. Поэтому
рекомендуется, есть овощи и фрукты в сыром виде, а также пить свежевыжатые
соки.  Для нормального функционирования
энзимов необходимы витамины и микроэлементы, которые тоже содержатся в овощах и
фруктах и являются своеобразным катализатором действия энзимов.

Для насыщения организма нужными энзимами
и ферментами нужно питаться правильно. Завтрак должен состоять из свежих ягод
или фруктов и порции белка (творог, орехи…). Каждый прием пищи должен
начинаться со свежего салата с зеленью, один прием пищи в день нужно заменить
только овощами или фруктами. Периодически стоит устраивать разгрузочный день,
питаться только растительной пищей.

Без энзимов нарушился бы обмен веществ и
защита организма от инфекций. Энзимы активные участники иммунитета. Они также
участвуют в холестериновом обмене и контролируют необходимое соотношение между
свертываемостью и текучестью крови, что в свою очередь важно для доставки
питательных элементов в различные органы.

Установили, что энзимы более активны при
повышенной температуре тела. Поэтому не нужно снижать температуру, а лучше
насытить организм дополнительной порцией энзимов. А взять ее можно из свежих
соков, квасов. Рекомендуется квашеная капуста, натуральное вино с корицей и
гвоздикой, чай с лимоном или яблочным уксусом, кефир с медом.

Т.к. энзимы способствуют улучшению
пищеварения, регенерации тканей, а также доставке питательных веществ по
организму, их рекомендуют принимать спортсменам. Ведь после интенсивных тренировок
необходимо восстановить поврежденные мышечные волокна и этому помогут ферменты.
Доказано, что с применением энзимов процесс восстановления после травм проходит
намного быстрее. 

При недостатке ферментов в организме
можно употреблять и энзимы, выпускаемые в различных лекарственных формах. Но
дозировку и прием препаратов должен установить доктор.

Питайтесь правильно и будьте здоровы!

Купить энзимы.

Энзимы для растений, ферменты в растениеводстве


Тот факт, что все живое состоит из клеток, был открыт всего 350 лет назад. Сегодня человек исследует следующий микроуровень, где он постигает природу гормонов (о них мы говорили в предыдущей статье), ферментов и механизмов их действия.

Термины и определения


Ферменты (или энзимы) — это специализированные катализаторы белкового происхождения, при помощи которых осуществляется большинство биохимических реакций в клетках живых организмов. Они играют огромную роль в обмене веществ любых живых организмов, в том числе и растений.


Термины «фермент» и «энзим» давно используются как синонимы (первый в основном в русской и немецкой научной литературе, второй — в англо- и франкоязычной). Ферменты присутствуют во всех живых клетках и способствуют превращению одних веществ в другие. За каждое превращение одного соединения в другое ответственен свой фермент.


Примечательно, что энзимы сохраняют свою активность не только в микропространстве клетки, но и вне организма. Поэтому они нашли широкое применение в таких отраслях промышленности, как хлебопечение, пивоварение, виноделие, кожевенное и меховое производства, сыроварение и т. д. В последние годы ферменты стали применять в тонкой химической индустрии, сельском хозяйстве, медицине.

Рецепт приготовления энзимного удобрения своими руками


Поскольку энзимы содержатся в клетках растений, то приготовить энзимный раствор можно самостоятельно в домашних условиях. Доктор Росукон Пумпэнвонг из Тайланда, занимающаяся исследованиями энзимов уже более 30 лет, поделилась со всем миром своим рецептом, который был признан в 2003 Тайландским продовольственным и сельскохозяйственным отделением ООН.


Для приготовления 5 литров энзима понадобится:

  • полиэтиленовая канистра объемом 5 литров с плотно закрывающейся крышкой (удобнее с широким горлышком),
  • 3 литра чистой воды,
  • 0,3 кг тростникового сахара или меда (так как в отличие от белого рафинированного сахара в них выше содержание минеральных веществ),
  • 0,9 кг очисток сырых овощей и фруктов. Лучше всего для ферментации подойдут очистки бананов, яблок, апельсинов, ананасов, огурцов, так как в их кожуре содержится большее количество ферментов.


Все ингредиенты надо поместить в канистру и закрыть плотно крышкой. 15-20% от объема обязательно должен занимать воздух, он необходим для развития аэробных бактерий.


Помните, что в любом случае соотношение частей «вода/сахар/очистки» по массе должно составлять: 10/1/3. Так что если будете отмерять сахар стаканами, то не забудьте перевести единицу объема в единицу веса. Также соблюдайте эту пропорцию, если вам нужно приготовить иной объем раствора.


Срок ферментации – 3 месяца при температуре 19-35 С. В течение этого срока каждый день нужно медленно открывать крышку, выпуская скопившийся газ (будет слышен шипящий звук, как при открывании бутылки минеральной воды). Без воздуха образуются анаэробные бактерии, а с воздухом аэробные. И те, и другие нужны. Пару раз в неделю опускаем очистки чистой палкой на дно, чтобы они не заплесневели на поверхности.


Первый месяц идет стадия образования алкоголя, второй месяц – уксуса, в течение третьего месяца формируется энзим. По истечении срока ферментации энзим надо процедить и хранить при комнатной температуре (18-25 С). С плотно закрытой крышкой хранится он сколь угодно долго, т. к. по мере хранения свойства энзима улучшаются. Если внезапно появился запах плесени – добавьте сахар (10% от объема энзима). Примерно через 30 дней запах вновь станет свежим.


Применять данный раствор можно для полива почвы в качестве удобрения и оздоровления – 1 мл энзима на 1 л воды. На стадии плодоношения дозировку можно увеличить до 2 мл энзима на 1 л воды. Такой энзимный раствор воздействует главным образом на скорость обменных процессов (метаболизм) в растении, и его применение благотворно сказывается как на здоровье, так и на урожае.


К сожалению, неизвестно, насколько подходит данный раствор для применения в гидропонике, но на субстратах он работает превосходно.

Готовые энзим-удобрения


Конечно, продукт промышленного производства редко когда уступает, а чаще всего превосходит по своим качествам продукт домашнего изготовления. Все-таки тестирование формул, качественный анализ результатов и надзор за процессом изготовления – это не пустой звук. Многие производители удобрений имеют в своей линейке энзимный продукт. Например, препарат PowerZyme от Hesi. Этот экстракт сделан с помощью специальных микроорганизмов и содержит ферменты в натуральной форме.


Продукты метаболизма бактерий также являются энзимами. Их роль заключается в расщеплении мертвой материи на отдельные элементы, которыми затем могут питаться растения. Так, например, корневая система растения постоянно обновляет свою внешнюю часть. Старые клетки отмирают и заменяются новыми. И целлюлоза, из которой состоят части растения, преобразуется в легкодоступные растению сахара как раз при помощи ферментов некоторых бактерий. Поскольку растение обновляет себя постоянно, то трудноразлагаемая целлюлоза, оставаясь в питательной системе, легко может подвергнуться заражению паразитами. Кроме того, гниющие части растения ослабляют уровень кислорода, а значит, влияют на здоровье корня и его способность впитывать в частности. Проблемы подобного характера как раз и предотвращает PowerZyme.


Основное преимущество используемых в нем натуральных ферментов заключается в том, что никакие неожиданные микроорганизмы не нарушают здоровую микрофлору. Так как энзимы принимают активное участие в синтезе рождения и распада клеток тканей, то применение PowerZyme обеспечивает чистую и богатую кислородом систему питания, укрепляет и стимулирует обновление корней, повышает иммунитет растения. Подходит для любого метода выращивания на любой стадии цикла. Применение PowerZyme особенно полезно при почвенном или ином субстратном выращивании, когда нет постоянного доступа к корням и возможности их осматривать.


Энзим сам по себе сложно назвать полноценным удобрением, хотя среди садоводов есть мнение, что энзимный раствор по рецепту доктора Пумпэнвонг вполне способен стать органическим аналогом удобрения. Мы бы со своей стороны рекомендовали применять энзимы в качестве добавки, наполняющей корневую систему кислородом, стимулирующей метаболизм и иммунную систему растения.

Комментарии

Чтобы оставлять комментарии вам необходимо войти под своим аккаунтом. Если вы еще
не
зарегистрированы, то можете пройти регистрацию, которая займет
всего пару минут.

Стань первым, кто оставил комментарий к этой статье

ЭНЗИМЫ В КОСМЕТИКЕ

Они управляют биохимическими процессами всего живого на планете. Космецевтика научилась использовать их мощный разрушительный потенциал в созидательных целях. Достаточно просто почитать отзывы, чтобы добавить в свой домашний уход косметику с энзимами.

 

ЭНЗИМЫ: ЧТО ЭТО?
Энзимы, или ферменты, — белки, которые находятся в клетках абсолютно всех живых организмов. Они влияют на процессы метаболизма, стимулируют регенерацию и блокируют действие негативных факторов окружающей среды.

КАК РАБОТАЮТ?
Энзимы выступают в качестве катализаторов: ускоряют все биохимические реакции в организме, а также расщепляют сложные соединения на простые. В косметологии используют не все виды энзимов. В основном это ферменты, которые вступают в реакцию с белком кожи (кератином) и разрушают его структуру, как бы «срезая» мертвые клетки с поверхности рогового слоя.

 

ЧТО НАМ ДАЮТ?

  • Стимулируют и ускоряют микроциркуляцию.

 

  • Восстанавливают клеточные структуры.

 

  • Помогают другим ингредиентам косметики достигать глубоких слоев кожи.

 

  • Деликатно очищают.

 

  • Выравнивают морщины и заломы.

 

  • Возвращают коже тонус и сияние.

 

  • Повышают эластичность.

 

  • Замедляют процессы старения.

 

  • Защищают от УФ-повреждений.

ОТКУДА БРАТЬ?
Пополнить количество энзимов в организме можно извне, употребляя папайю, авокадо, семена и орехи. Однако из пищи эти ферменты усваиваются плохо. Надежный источник для кожи – космецевтика, где используются энзимы, полученные биотехнологическими методами.

Однако из пищи эти ферменты усваиваются плохо. Надежный источник для кожи – космецевтика

 

ЭНЗИМЫ В КОСМЕТИКЕ
Применяются в эксфолиантах, в средствах для жирной и проблемной кожи, продуктах для восстановления после загара и травм, а также кремах для увядающей кожи.

 

Ищите в составе: Enzymes, Papain, Bromelain, Trypsin, Bacillus Ferment (бактериальные ферменты).

ЧТО ПОПРОБОВАТЬ?

Купить косметику с энзимами вы можете в интернет-магазине Mhave.store.

 

Энзимы в рационах кормления

Большую роль в успешном функционировании как отрасли животноводства в целом, так и отдельных предприятий в частности играет правильное кормление сельскохозяйственных животных. Зачастую бытует мнение, что кормовые средства в чистом виде не способны полностью обеспечить потребность животных в витаминах, питательных веществах, микроэлементах и т. д. Чтобы достичь тех или иных результатов, сельхозпроизводители все чаще прибегают к использованию различных кормовых добавок.

Продуктивность животных и птиц находится в прямой зависимости от количества и качества потребляемого корма. При этом составить сбалансированный рацион представляется очень важным вопросом в животноводстве. Во всем мире эта задача успешно решается с помощью принципа дополняющего действия кормов, и одним из наилучших способов является применение кормовых добавок, обладающих такой функцией.

К современным добавкам относятся пробиотики (микробные культуры или оболочки микроорганизмов, повышающие иммунитет животного и улучшающие пищеварение) и пребиотики (компоненты корма, ферментирующиеся микрофлорой толстого кишечника). Все чаще начинают применять при кормлении твердые жиры, изготовленные на основе тропических масел, а также аминокислоты, восполняющие нехватку незаменимых кислот – лизина, треонина, метионина и триптофана.

Кроме вышеуказанных добавок, в настоящее время широко применяются пищеварительные ферменты. Первыми их начали использовать в 1970-х гг. животноводческие хозяйства Финляндии и Дании.

Ферменты – биокатализаторы, которые в значительной мере ускоряют ход биохимических реакций.

Любое вещество, в том числе и пищевой ком (субстрат), благодаря ионным связям имеет большую энергию сопротивления (энергетический барьер), что и создает длительность времени расщепления субстрата. Скорость реакций, катализируемых ферментами, увеличивается от нескольких тысяч до миллиарда раз. Увеличивая скорость реакции ферменты не сдвигают ее равновесия, это означает, что ферменты в равной степени ускоряют как прямую, так и обратную реакцию. По своей природе ферменты являются белками, потому они чувствительны к температуре, ионной силе и воздействию PH среды. Благодаря этим свойствам, ферменты очень специфичны в отношении взаимодействия с субстратом, поэтому один энзим нельзя заменить другим.

Считается, что применение энзимов больше оправдано в секторах птице- и свиноводства. Данное утверждение имеет объективную обоснованность. Так, у свиней в желудочно-кишечном тракте нет собственных (экзогенных) пищеварительных ферментов, способных переваривать клетчатку, бета-глюканы и пентозаны. В норме эти компоненты проходят желудок и тонкий отдел кишечника практически без изменений, поступают в толстый отдел кишечника, и там часть из них переваривается под воздействием ферментов микрофлоры. Но по подсчетам специалистов у свиней переваримость сложных полисахаридов очень низкая – до 30%. Таким образом, уровень клетчатки и других некрахмалистых полисахаридов в комбикормах для свиней и птицы играет двоякую роль.

С одной стороны, корма с высоким уровнем клетчатки самые дешевые, с увеличением их использования снижаются издержки на корма. С другой стороны, заполнение кишечника балластными веществами сверх нормы снижает переваримость и усвояемость питательных веществ корма, что может снизить потребление корма животными и, соответственно, ухудшить их интенсивность роста. Проблему расщепления некрахмалистых полисахаридов можно решить путем использования экзогенных ферментов (энзимов). При помощи ферментных препаратов обеспечивается повышение доступности питательных веществ и эффективнее используется энергия, повышается усвояемость белков, снижаются затраты корма на прирост живой массы и, таким образом, значительно повышается рентабельность производства. Применение энзимов позволяет увеличить ввод более дешевых компонентов в комбикорма для свиней и птиц в 2–5 раз. Ферменты, добавленные в основной рацион, повышают переваривание корма в 3–4 раза.

А как же обстоит дело с применением ферментов в кормлении жвачных животных? Жвачным не обязательно: как говорят эксперты, наши сельхозпроизводители почти не применяют ферменты в кормах для жвачных животных. Ведь у них в рубце и так много микробов, вырабатывающих большое количество ферментов. К тому же, рубцовая микрофлора, расщепляет ферменты как и другие белки, что приводит к потере энзимами их ферментирующих качеств. Но последние исследования ученых все же доказали эффективность применения ферментных препаратов для жвачных. В особенности для молодняка животных, ферментативные функции у которых недостаточно развиты, а так же для высокопродуктивных лактирующих коров. Следовательно для моно-, и полигастричных животных не могут применяться аналогичные энзимы. Так, энзимы для жвачных животных должны быть защищены от воздействия рубцовой микрофлоры.

При выборе ферментного препарата сначала необходимо определить, на сколько ферментный препарат необходим для конкретного рациона, ведь основное назначение кормовых ферментов заключается в повышении доступности обменной энергии (ОЭ) из рациона. В комбикормах на основе пшеницы и ячменя без добавок жира обычно содержится пониженное количество ОЭ, поэтому ферментные препараты способны повысить их энергетическое действие. Однако возникает вопрос, насколько необходим такой результат? На первый взгляд, повышение доступности ОЭ из рациона с пониженным ее содержанием весьма желательно, и тем не менее в комбикорме может оказаться пониженным содержание не только обменной энергии, но и протеина. В этой ситуации надо рассчитать энерго-протеиновое отношение (ЭПО), поскольку применение ферментных препаратов будет обоснованным в тех случаях, когда ЭПО не превышает рекомендуемое. Рассмотрим несколько примеров.

  • Пример первый. В комбикорме для кур-несушек промышленного стада 50-недельного возраста содержится 2520 ккал/кг ОЭ и 16,2 % сырого протеина. Значит, на 1 % протеина приходится 155,5 ккал ОЭ вместо необходимых 162 ккал. То есть в рационе с таким содержанием протеина необходимо иметь 2620 ккал/кг ОЭ. Следовательно, включение ферментного препарата в комбикорм с такими параметрами питательности целесообразно.
  • Пример второй. В комбикорме для той же птицы содержится 2520 ккал/кг ОЭ и 14,1 % протеина. ЭПО равняется 178,7, то есть энергии на каждый процент протеина приходится больше необходимого количества. В этом случае повышение доступности ОЭ из комбикорма не даст положительного эффекта. Более того, продуктивность кур может быть даже снижена. Птица регулирует потребление корма на основании энергетического насыщения, поэтому при повышении доступности ОЭ она будет потреблять корма меньше, в результате чего снизится поступление протеина в организм.
  • Пример третий. В комбикорме для той же птицы содержится 2520 ккал/кг ОЭ и 16,2 %-протеина, но протеин дефицитен по лизину (0,59 % вместо 0,70 %). Так как протеин сбалансирован по лизину на 84,3 %, содержание сбалансированного протеина в комбикорме в результате составляет 13,6%. Исходя из этого, ЭПО в расчете на сбалансированный протеин составляет 185,3, что значительно выше необходимого. Значит, включение ферментного препарата в этом случае не даст положительного эффекта. Сначала следует сбалансировать протеин по лизину (в других случаях – по серосодержащим аминокислотам), и только после этого применение ферментного препарата окажется оправданным.

После обоснования целесообразности применения ферментного препарата следует определить структуру комбикорма и выделить преобладающие зерновые компоненты. В случае приготовления комбикорма в хозяйстве нужно учесть цены на зерно и выбрать наиболее доступные его виды. У поставщиков следует запросить характеристики ферментных препаратов под складывающуюся в хозяйстве структуру комбикорма, сравнить цены на препараты разных производителей и рекомендуемые дозировки, после чего можно приступать к выбору препарата, требующего наименьших расходов.

Итак, энзимы не имеют недостатков. Они нетоксичны, после случайной передозировки не бывает осложнений. Они повышают переваримость и усвояемость питательных веществ кормов, устраняют или снижают отрицательное влияние антипитательных веществ, в определённой степени восполняют дефицит пищеварительных ферментов в ранних стадиях развития молодняка животных и птицы, когда выработка собственных ферментов затруднена, а также при кормлении животных кормами с высоким содержанием некрахмалистых полисахаридов. По мнению некоторых учёных использование кормовых ферментов обеспечивает такое же повышение обменной энергии рациона как включение 2% кормового жира — можно подсчитать, что дешевле.

NOW Super Enzymes – 90 капсул по доступной цене в Москве. Cупер энзимы NOW

“Супер Энзимы” от NOWFoods – описание, полезные свойства, рекомендации по использованию комплекса


Эффективный комплекс многофункциональной направленности NOWSuperEnzymes оказывает положительное действие на работу органов пищеварительной системы, улучшает состояние слизистых оболочек, профилактирует многочисленные заболевания и недуги ЖКТ. Специалисты американской компании, специализирующейся на производстве БАДов, витаминных и минеральных добавок, косметических средств на натуральной основе, разработали уникальную формулу, включающуюферменты и вспомогательные компоненты, которые направлены на качественное пищеварение. Ознакомьтесь с описанием продукта, полезными свойствами и рекомендациями по применению.

Состав и особенности


Препарат “Супер Энзимы” выпускается в форме капсул. Формула представлена различными ферментами и экстрактами, а вспомогательные соединения улучшают усвояемость и эффективность комплекса. В составе продукта:

  • бетаин;
  • бромелайн из ананаса;
  • пакреатин;
  • кислотная стабильная протеаза;
  • фруктовый порошок и папаин из папайи;
  • OxBileExtract;
  • целлюлаза.


Комбинация из растительных и животных компонентов обеспечивают высокоэффективностьэнзимов. Улучшение процесса пищеварения и состояния органов и тканей начинается уже после приёма первых капсул.


“Супер Энзимы” NOWFoodsналаживают работу всего тракта, устраняют тошноту и вздутие, расстройства желудка, защищают от чувства дискомфорта в животе. Приём БАДа позволяет ускорить процесс усваивания пищи, а также сохранить все полезные микроэлементы и соединения, которыми обогащены продукты питания, обеспечить полноценное насыщение организма витаминами и минералами.


Отзывы покупателей, которые опробовали на себе эффективное действие капсул “Супер Энзимы”, подтверждают, что комплекс предотвращает дефицит веса и ожирение, восполняет недостаток полезных микроэлементов и улучшает самочувствие.

Применение препарата


Согласно инструкции по применению, “Супер Энзимы” в капсулах рекомендованы лицам, страдающим от хронического панкреатита, заболеваний печени, сниженной усвояемости продуктов питания, дисбактериоза. Показаниями для использования также являются: ожирение, мастопатия у женщин, воспалительные процессы в организме.


БАД “Супер Энзимы” необходимо принимать ежедневно. Разовая дозировка– одна капсула. Приём лучше осуществлять во время еды. Продукт отлично сочетается с другими препаратами от NOWFoods, направленными на поддержание микрофлоры кишечника. Вместе с комплексом «Супер Энзимы» рекомендуем купить Acidophilus 4*6 60 капсул.


Препарат не рекомендован лицам с аллергической реакцией на компоненты формулы. При наличии онкологических и других заболеваний перед приёмом капсул с энзимами необходима консультация специалиста.

«Электростатические сети в природных ферментах: чему мы можем научиться для белковой инженерии?

Название: Электростатические сети в природных ферментах: чему мы можем научиться для белковой инженерии?
Время: 11:00
Расположение: Комната 202 MRB
Ведущий: Профессор Мэри Джо Ондрехен (факультет химии и химической биологии Северо-Восточного университета, Бостон, Массачусетс)

Электростатические взаимодействия между сетями остатков – важные особенности, которые придают природным ферментам их каталитическую силу. Понимание этих сетей необходимо, чтобы узнать, как встроить эти свойства в конструкции ферментов in silico. Оптимальная вероятность частичного порядка (POOL) – это метод машинного обучения, разработанный нами для прогнозирования остатков, важных для функции, с использованием трехмерной структуры белка запроса. Функции ввода в POOL основаны на вычисленных электростатических и химических свойствах от THEMATICS. Эти входные характеристики являются мерой силы связи между событиями протонирования, поскольку каталитические сайты в белках характеризуются сетями сильно связанных состояний протонирования.Эти сети придают необходимые электростатические свойства, свойства протопереноса и связывания лиганда активным остаткам в первом слое вокруг реагирующей молекулы (молекул) субстрата. Обычно эти сети включают остатки первого, второго, а иногда и третьего слоя. Прогнозируемые POOL многослойные активные сайты со значительным участием дистальных остатков были подтверждены экспериментально сайт-направленным мутагенезом и кинетическими анализами для Ps. putida нитрилгидратаза, фосфоглюкозоизомераза человека, E.coli репликативная ДНК-полимераза Pol III, ДНК-полимераза DinB семейства Y E. coli и орнитин-транскарбамоилаза E. coli. В разработанных ферментах, таких как ретроальдолазы, специфичные для остатков входные функции в POOL – меры силы связи между протонирующими равновесиями – возрастают по мере того, как ферменты развиваются до более высоких скоростей каталитического оборота. Мы показываем, что высокие значения этих показателей в каталитических остатках составляют одну из необходимых характеристик каталитической активности. Предлагается подход к встраиванию этих свойств в исходные конструкции.Благодарность: NSF MCB-1517290.

Перспективные ферменты для фармацевтики, пищевой биопереработки и защиты окружающей среды

Тирозиназа – это природный фермент, который часто очищается лишь до минимальной степени, и он участвует во множестве функций, которые в основном катализируют -гидроксилирование монофенолов с образованием их соответствующие o -дифенолы и окисление o -дифенолов до o -хинонов с использованием молекулярного кислорода, который затем полимеризуется с образованием коричневых или черных пигментов. Синтез -дифенолов представляет собой потенциально ценную каталитическую способность, и поэтому тирозиназа привлекает большое внимание в отношении промышленного применения. В экологических технологиях он используется для детоксикации фенолсодержащих сточных вод и загрязненных почв, в качестве биосенсоров для мониторинга фенола и для производства L-DOPA в фармацевтической промышленности, а также используется в косметической и пищевой промышленности в качестве важного каталитического фермента. Пигмент меланин, синтезируемый тирозиназой, нашел применение для защиты от радиационных катионитов, носителей лекарств, антиоксидантов, противовирусных агентов или иммуногенов.Рекомбинантный белок триозиназы V. spinosum может быть использован для производства меланина и других полифенольных материалов на заказ с использованием различных фенолов и катехинов в качестве исходных материалов. В этом обзоре собраны последние данные о биохимических и молекулярных свойствах микробных тирозиназ, подчеркивающие их важность для промышленного использования этих ферментов. После этого представлены их наиболее перспективные области применения в фармацевтике, пищевой промышленности и окружающей среде.

1.Введение

Тирозиназа (EC 1.14.18.1) представляет собой медьсодержащую монооксигеназу, катализирующую o -гидроксилирование монофенолов до соответствующих катехинов (активность монофенолазы или крезолазы) и окисление монофенолов до соответствующих o -хинонов (дифенолаза или катехолазная активность). Он участвует в биосинтезе меланина и катализирует орто -гидроксилирование тирозина (монофенола) до 3,4-дигидроксифенилаланина или DOPA ( o -дифенол) и окисление DOPA до допахинона ( o -хинон). .Затем этот o -хинон может быть преобразован в пигменты меланина посредством ряда ферментативных и неферментативных реакций [1, 2]. Не только физиологические субстраты тирозин и L-ДОФА, но также различные другие фенолы и дифенолы превращаются тирозиназой в соответствующие дифенолы и хиноны, соответственно. Таким образом, в целом тирозиназа катализирует как орто, -гидроксилирование монофенолов (крезолазная или монофенолазная активность), так и двухэлектронное окисление o -дифенолов до o -хинонов (катехолазная или дифенолазная активность).Эти реакции протекают при одновременном восстановлении двуокиси кислорода до воды. Предполагается, что механизм, с помощью которого атом кислорода переносится на фенольный субстрат, должен начинаться либо с промежуточного соединения -пероксодикоппера (II), либо с промежуточного соединения бис- μ -оксодикоппера (III). Эти промежуточные соединения имеют характерные резонансные спектры комбинационного рассеяния. Синтетические исследования предоставляют модели обоих комплексов и доказательства быстрого равновесия между двумя формами [3]. Монофенол-гидроксилазная и дифенолоксидазная активности тирозиназ являются основой для многих промышленных биотехнологических применений, например, в экологической технологии для детоксикации фенолсодержащих сточных вод и загрязненных почв в качестве конструкции биосенсора для расщепления фенольных соединений [4] и в фармацевтике. промышленности по производству o -дифенолов (например,g., L-DOPA, дофамин для лечения болезни Паркинсона), а также были протестированы в качестве маркера у пациентов с меланомой [5] и в качестве мишени для активации пролекарств [6] в пищевой промышленности для модификации пищевых белков с помощью влияет на сшивание [7]. Синтетический меланин также используется для защиты от радиации (УФ, рентгеновское и гамма-излучение), катионитов, носителей лекарств, антиоксидантов, противовирусных агентов или иммуногена. Имеется значительный объем информации о большом потенциале этого фермента для пищевой, медицинской и сельскохозяйственной промышленности, а также для аналитических и экологических целей [8–10].

Наиболее охарактеризованные тирозиназы получены из Streptomyces glaucescens и грибов Neurospora crassa и Agaricus bisporus. У грибов и позвоночных тирозиназа катализирует начальную стадию образования пигмента меланина в форме тирозина. У растений физиологические субстраты представляют собой различные фенольные соединения, и тирозиназа окисляет их по пути потемнения, наблюдаемого при повреждении тканей. Фермент, экстрагированный из шампиньонов Agaricus bisporus , очень гомологичен ферментам млекопитающих, и это делает его хорошо подходящим в качестве модели для исследований меланогенеза.Фактически, почти во всех исследованиях ингибирования тирозиназы, проведенных до сих пор, использовалась тирозиназа грибов, потому что фермент коммерчески доступен [11]. Это было исследовано Molloy et al. [12] недавно было показано, что бактериальная тирозиназа из Ralstonia solanacearum может быть модифицирована с помощью инженерии, которая, в свою очередь, используется для повышения каталитической эффективности по отношению к D-тирозину с использованием случайного и сайт-направленного мутагенеза. Грибы считаются дешевым источником тирозиназы. Тирозиназа грибов из Agaricus bisporus представляет собой тетрамер около 120 кДа с мономерными изоформами с молекулярной массой 30 кДа.Кроме того, микробная тирозиназа (грибная тирозиназа), подобная тирозиназе млекопитающих, имеет тетрамерную структуру и может использоваться в клинических целях [13].

Все эти особенности сделали микробные тирозиназы подходящим инструментом для современной фармацевтики, пищевой биотехнологии и технологий защиты окружающей среды. Для различных целей мы рассматриваем потенциальные применения микробных тирозиназ и оцениваем уровень знаний об их выделении, очистке, источниках, биохимических свойствах и приложениях.Мы пришли к выводу, что в этих областях требуется гораздо больше исследований, поскольку микробные тирозиназы могут реализовать свой промышленный потенциал. В то время как тирозиназы широко распространены в грибах, растениях, беспозвоночных и млекопитающих, большая часть современного значения в развитии фармацевтики, пищевой биопереработки и окружающей среды сосредоточена на использовании микробных тирозиназ. В этой статье представлены последние достижения в области тирозиназ микробного происхождения с акцентом на их биохимические свойства и обсуждается их текущее и потенциальное применение.

2. Источники тирозиназы

Активность тирозиназы широко распространена во всех сферах жизни, от микроорганизмов до млекопитающих. Тирозиназы были очищены, а их свойства и функции тщательно изучены. Они содержатся в целых клетках, тканях грибов, фруктов и овощей и в основном участвуют в биосинтезе меланинов и других полифенольных соединений.

2.1. Грибок как источник тирозиназы

Различные грибы были исследованы на предмет выделения тирозиназы, которая была получена из Agaricus bisporus [14], Neurospora crassa [15, 16], Amanita muscaria [17], Lentinula edodes [18], Aspergillus oryzae [19], грибы Portabella, Pycnoporus sanguineus [20] и Lentinula boryana [21].

2.2. Бактерии как источник тирозиназы

Тирозиназы Streptomyces являются наиболее изученными ферментами бактериального происхождения [22, 23]. Бактериальная тирозиназа участвует в производстве меланина и обычно имеет внеклеточное происхождение. Этот фермент был зарегистрирован у других видов, таких как Rhizobium, Symbiobacterium thermophilum, Pseudomonas maltophilia, Sinorhizobium meliloti, Marinomonas mediterranea, Thermomicrobium roseum, Bacillus thuringiensis , Pseudomonas putida , Strealomystoysolaceae, Strealogi, Casanova, [24–26], и Verrucomicrobium spinosum [27].

2.3. Растения как источник тирозиназы

Тирозиназа из различных фруктов и овощей была изучена, и фермент был извлечен из винограда Монастрелл (Janovitz-Klapp et al. 1989), яблока [28], семян подсолнечника [29] и Solanum. melongena [30]. У растений тирозиназа локализуется в хлоропластах здоровых тканей растений, а ее субстраты – в вакуоли. Portulaca grandiflora (Portulacaceae) – мощный источник тирозиназы [31–33].Как правило, это вызывает нежелательное ферментативное потемнение сельскохозяйственных продуктов, что впоследствии приводит к значительному снижению пищевой и рыночной ценности.

3. Структурные свойства тирозиназы

Тирозиназа разнообразна по своим структурным свойствам, распределению в тканях и клеточному расположению, поскольку не существует общей структуры белка тирозиназы у всех видов [34, 35]. Фермент часто отличается своей первичной структурой, размером, характером гликозилирования и активационными характеристиками.Однако все тирозиназы имеют общий биядерный медный центр III типа (T3Cu), состоящий из двух атомов меди, каждый из которых координирован тремя остатками гистидина в их активном центре. Пара меди, присутствующая в их активном центре, связывается с кислородом воздуха, чтобы катализировать два различных типа ферментативных реакций (I) орто, -гидроксилирование монофенолов и (II) окисление o -дифенолов до o -хинонов, похож на режим координации, обнаруженный в гемоцианинах. В кристаллических структурах этих ферментов шесть остатков гистидина, которые обеспечиваются пучком из четырех спиралей в домене связывания меди с двумя ионами меди (по три имидазола гистидина на каждый ион меди, CuA и CuB) в активном центре. (Рисунки 1 (а) и 1 (б)).Тирозиназы и катехолоксидазы вместе называют полифенолоксидазами из-за их сходной активности с катехолоксидазой. Грибная тирозиназа представляет собой тетрамерный гликопротеиновый медьсодержащий металлофермент с молекулярной массой кДа и молекулярной массой субъединицы 32 кДа [36]. На сегодняшний день исследованы четыре гена тирозиназы шампиньона обыкновенного, Agaricus bisporus . Wichers с соавторами обнаружили два гена, кодирующие две тирозиназы 64 кДа; ppo1 (номер доступа в генбанке X85113) и ppo2 (AJ223816) были изучены Wichers et al, тогда как два других гена, которые кодируют тирозиназу 66 и 68 кДа ppo3 (GQ354801) и ppo4 (GQ354802), недавно были описаны Wu et al. .[37]. В отличие от тирозиназы грибов, тирозиназа человека представляет собой мембранно-связанный гликопротеин [38]. Экспериментальные данные позволяют предположить, что тирозиназа является мономерным белком с более чем одной изоформой [13, 39, 40]. Точно так же бактериальные тирозиназы из видов Streptomyces представляют собой немодифицированные мономерные белки с относительно низкой молекулярной массой 30 кДа. Эти ферменты секретируются в окружающую среду и участвуют во внеклеточном производстве меланина. Тирозиназа существует в трех формах каталитического цикла (мет, окси и дезокси) с различной двухъядерной медной структурой активного центра, которые участвуют в биосинтезе меланина [15, 16, 41, 42].Микробные тирозиназы были разделены на пять типов в соответствии с организацией домена и возможной потребностью белка кэдди для активности фермента [43]. Необходимость вторичного вспомогательного белка (белка кэдди) для секреции, правильной укладки, сборки атомов меди и активности фермента является общей для тирозиназ типа I, например, фермента из S. casstaneoglobisporus и S . antibioticus . Тирозиназы типа II представляют собой небольшие мономерные ферменты, содержащие только каталитический домен, которые не требуют дополнительных вспомогательных белков и, возможно, секретируются.Примером может служить тирозиназа из B. Megaterium [44]. Тирозиназы типа III представлены ферментом из Verrucomicrobium spinosum . Как и грибковые тирозиназы, он несет С-концевой домен, удаление которого привело к увеличению активности примерно в 100 раз [45]. Это подтверждает теорию о том, что роль С-концевого удлинения в тирозиназах растений и грибов заключается в поддержании фермента в неактивной форме внутри клетки [46, 47]. Среди наименьших известных бактериальных тирозиназ (тип IV) – тирозиназы, продуцируемые Streptomyces ingrifaciens (18 кДа) и Bacillus thuringiensis (14 кДа) [24].

4. Биохимические характеристики микробной тирозиназы

В этом разделе мы даем краткое описание биохимических характеристик наиболее изученной микробной тирозиназы; несколько ученых во всем мире работают над биохимическими свойствами фермента тирозиназы, как показано в таблице 1. Тирозиназа обладает широкой субстратной специфичностью, при которой фермент имеет более высокое сродство к L-изомерам субстратов, чем к соответствующим D-изомерам [ 48]. Лучше всего охарактеризована тирозиназа, происходящая из Streptomyces glaucescens, Neurospora crassa и Agaricus bisporus .Тирозиназа катализирует образование пигмента меланина из тирозина, тогда как у растений фенольные соединения действуют как физиологический субстрат. Тирозиназы существуют в незрелых, зрелых латентных и активных изоформах [49, 50]. Кинетические исследования устойчивого состояния пути показывают более низкую каталитическую эффективность тирозиназы на монофенолах, чем на o -дифенолах [51–53]. Кинетические исследования также показывают активацию тирозиназы и уменьшение времени задержки из-за присутствия восстанавливающих агентов (кофакторов, особенно производных дифенола o , таких как L-DOPA и (+) – катехин).Тирозиназа млекопитающих обнаруживается особенно в меланоцитах, которые представляют собой узкоспециализированные клетки, расположенные в коже, волосяных луковицах и глазах, которые производят пигменты. Тирозиназа млекопитающих проходит через обширный процесс посттрансляционной модификации, который происходит в комплексе Гольджи [54].


67 NR

[56]

Neurospora crassa

907

9016

56 [62]

56


Источники МВт кДа / Да Оптимальная температура Оптимальный pH pI кМ (мМ)
Aeromonas media 58000 50 ° C 8.0 4,9 0,64 34 мкмоль / мин / мг [55]
Beta vulgaris 41000 25 ° C 6,0
Lentinula boryana 20, 27, 47 50 ° C 6,0 NR 1,9 (L-DOPA) NR 900 [14] 900 [14] 46 NR 5. 0 NR 0,18 540 мкмоль / мин / мг [9]
Agaricus bisporus 112800 25 ° C 7167 0,3 0,3 8300 мкмоль / мин / мг [57]
Lentinula edodes 70, 105 NR 6,5 4,3 0,85 (L-DOPA) 9016 [L-DOPA] 9016 ]
Aspergillus oryzae 67 5.0–6,0 NR NR NR NR [58]
Pycnoporus sanguineus 45000 25 ° C 4,5 90OP 3,2 мкмоль / мин / мг [13]
Trichoderma reesei 43,2 30 ° C 9,0 9,5 7,5 (L-162 7,5 (L-DOPA) ]
Streptomyces glaucescens 3. 09 NR NR NR 0,41 (L-тирозин) [59]
Aspergillus nidulans 50,48 NR NR [60]
Bacillus megaterium 31000
35000
50 ° C 7,0 NR 0,075 (L-тирозин)
167 (L-DOPA 902)
167 9016 [41]
Bacillus thuringiensis NR 75 ° C 9.0 NR 0,563 (L-тирозин)
0,768 (L-DOPA)
NR [61]
Streptomyces sp . 32000 35 ° C 7,0 NR 1,25 (L-тирозин)
4,14 (L-DOPA)
130 мкмоль / мин / мг [62]
36000
39000
30 ° C 7,0 NR 0.23 (L-тирозин)
0,33 (L-DOPA)
0,375 мкмоль / мин / мг [20]

NR: не сообщается; ДОФА: дигидроксифенилаланин.
5.Выделение тирозиназ

Тирозиназы были выделены из растений, грибов, актиномицетов и бактерий. Поиск гомологии в базе данных генома нитчатого гриба Trichoderma reesei выявил новый ген тирозиназы T. reesei tyr2, кодирующий белок с предполагаемой сигнальной последовательностью. Ген был сверхэкспрессирован в нативном хозяине под сильным промотором cbh2, а фермент тирозиназа секретировался в супернатант культуры [63]. Выделение тирозиназы требует обширного процесса, поскольку ее нельзя выделить в достаточных количествах и чистоте для подробных структурных исследований, и, таким образом, выделить тирозиназу из бактерий просто.Например, тирозиназы Streptomyces представляют собой немодифицированный мономерный белок с низкой молекулярной массой 30 кДа и секретируются в окружающую среду, где они участвуют во внеклеточном производстве меланина. Однако относительные активности, оптимальный pH активности и молекулярная масса этих ферментов значительно различаются. Микробная тирозиназа продуцируется либо погруженной культурой, либо твердофазной ферментацией. Количественные анализы являются мощным инструментом, используемым для скрининга грибов на предмет продукции ферментов, поскольку они полезны при скрининге большого количества грибковых изолятов и, таким образом, дают представление об условиях, необходимых для стимулирования продукции в погруженной культуре. Halaouli et al. [20] изучали продукцию внутриклеточных тирозиназ различными штаммами Pycnoporus cinnabarinus и Pycnoporus sanguineus . Функционально экспрессируется ген тирозиназы из Streptomyces antibioticus в Escherichia coli под контролем индуцибельного промотора бактериофага Т7. Эти клетки продуцировали пигменты меланина на чашках с агаром и в жидкой культуре при добавлении меди и тирозина [23].

6. Очистка тирозиназы

Тирозиназы – это природные ферменты, которые часто очищаются только до низкой степени.Для очистки микробных тирозиназ использовались различные методы, как показано на рисунке 2. Фильтрат культуры, обезвоженный ацетоном или сульфатом аммония и солью кальция, добавляется для осаждения фермента и других белков [17]. Концентрация сульфата аммония также играет важную роль в осаждении фермента, поскольку исследования показали, что концентрация сульфата аммония варьируется от 35% до 70% насыщенного раствора впоследствии на двух стадиях [64], 25–70% [30] . Несмотря на то, что существует множество методов очистки тирозиназы из разных источников, приведено несколько методов ее получения, особенно из различных видов грибов [58, 65, 66]. Для очистки микробных тирозиназ были выполнены различные колонки, содержащие гидроксилапатит [67], DEAE-целлюлозу [68] или гель для исключения размера [69].

7. Медицинское применение тирозиназ

Тирозиназы вездесущи в природе и считаются одними из основных ферментов, участвующих в нескольких биологических функциях и защитных механизмах (особенно в меланогенезе).Связанный с тирозином меланогенез отвечает за пигментацию волос, кожи и глаз у млекопитающих, поскольку пигментация является основной частью защиты кожи от УФ-излучения [70]. Аномальный меланин может быть результатом изменений в любом месте пути синтеза либо из-за аномальной тирозиназы, либо из-за дефицита, вызванного переносом меланосом в кератиноциты [71, 72]. Роль тирозиназы различна в разных царствах, так как у беспозвоночных они играют решающую роль в реакциях защиты и склеротизации [73]. Хотя в микробном мире его использование до сих пор неизвестно, меланин помогает в формировании репродуктивных органов и спор, а также в защите клеточной стенки после физического повреждения [25]. Agaricus bisporus [74], Pycnoporus sanguineus [20], Aspergillus oryzae [75], Aspergillus flavipes [76], Neurospora crassa [77] и Lentinula edodes ]. активности и, таким образом, выступают в качестве источников для ее поиска.

8. Фармацевтическое значение тирозиназы в биосинтезе меланина

Тирозиназа, как известно, является ключевым ферментом в биосинтезе меланина.Меланин – самый важный пигмент, синтезируемый в ходе физиологического процесса, называемого меланогенезом, в мембраносвязанных субклеточных органеллах, меланосомах, которые остаются в черном цвете; дендритные клетки кожи называются меланоцитами, и их активность является основным фактором, определяющим цвет волос и кожи. Меланоциты производятся в нервном гребне и перемещаются в базальный слой эпидермиса и матриксы волос во время эмбриогенеза. Они играют ключевую роль в защите кожи от ужасного ультрафиолетового света, поглощая ультрафиолетовые лучи солнечного света и удаляя активные формы кислорода [78, 79].Из-за воздействия солнечного света количество меланосом увеличивается, что увеличивает их содержание меланина и их передачу кератиноцитам. Меланин – это класс соединений, который также встречается в царствах растений, животных и протистов, где он служит преимущественно в качестве пигмента и синтезируется в меланосомах, мембраносвязанных гранулах [78]. Путь биосинтеза меланина представлен на рисунках 3 (а) и 3 (b), где тирозиназа катализирует гидроксилирование аминокислоты тирозина до 3,4-дгидроксифенилаланина (ДОФА) под действием монофенолазы и окисления ДОФА до -допахинона дифенолазой действие.Этот o -хинон превращается в меланин в ряде неферментативных реакций [80, 81].

Существует два типа пигментов меланина, которые могут продуцироваться меланоцитами, а именно «эумеланин» (черный или коричневый) и «феомеланин» (красный или желтый), как показано на рисунке 4. Гены количества и типа действуют при неполном доминировании [79].

Экспрессия нескольких генов, а именно MCIR, SLC45A2, ASIP, TYR, OCA2 и SLC24A5, участвует в изменении оттенков кожи у людей из-за разницы во фракции единиц меланина между европейцами и африканцами.Количество клеток меланоцитов очень похоже у людей разных расовых групп, как показано на рисунке 5. Таким образом, тип производства меланина зависит от функционирования меланоцитов, люди с более темной кожей просто генетически запрограммированы на непрерывное производство более высоких уровней меланина даже без воздействия УФ-света их меланосомы остаются единичными, однако у людей со светлой кожей меланосомы упаковываются в виде мембраносвязанных органелл [78–80].

Тирозиназы играют важную роль в меланогенезе (то есть биосинтезе пигментов меланина, также известных как пигментация). В этой реакции тирозин сначала окисляется до допахинона, который либо циклизуется с образованием дигидроксииндола, предшественника черного или коричневатого эумеланина, либо реагирует с цистеином, давая предшественник красновато-коричневого феомеланина [81]. Повышенная активность этого фермента приводит к перепроизводству меланина, что приводит к гиперпигментации кожи, а недостаточная активность приводит к таким нарушениям, как витилиго (пятна депигментации, возникающие на коже) и отбеливание волос.Доказано, что некоторые коммерчески доступные химические и грибковые осветлители кожи обладают хроническим, цитотоксическим и мутагенным действием на человека [82, 83].

9. Микробная тирозиназа для производства L-DOPA в фармацевтической промышленности

L-дигидроксифенилаланин – это природная пищевая добавка и психоактивное лекарство, обнаруженное в некоторых видах пищевых продуктов и трав (например, Mucuna pruriens или бархатная фасоль) и синтезируется из аминокислоты L-тирозина в организме и мозге млекопитающих.L-ДОФА является предшественником производства дофамина центральной нервной системой. Таким образом, L-ДОФА используется в качестве сильнодействующего лекарственного средства для лечения болезни Паркинсона, а также для контроля нейрогенного повреждения миокарда [84]. Было изучено производство L-ДОФА с использованием L-тирозина в качестве субстрата и L-аскорбата в качестве восстанавливающего агента с ферментом тирозиназой (EC 1.14.18.1) в качестве биокатализатора [85]. Производство L-ДОФА с использованием микробных тирозиназ в реакторах периодического действия составляет от 1,44 до 54 мг [86]. Но производство кажется намного меньше из-за двух факторов; то есть, во-первых, добавление L-тирозина является неполным, менее 30% его потребляется во время процесса.Во-вторых, из-за побочных реакций и обратимых промежуточных продуктов процесса допахинон, лейкодопахром и допахром продуцируются меланином, который уничтожается добавлением L-аскорбата в концентрации, аналогичной тирозину [87]. Атес [88] использовал микробную тирозиназу в Cu-альгинатных гелях в непрерывных и периодических системах. Общий объем рынка L-DOPA составляет 101 миллиард долларов в год во всем мире (номер патента США 5837504, 1998), и поэтому для производства этого лекарства все еще ведутся поиски альтернативных методов производства. Мировой рынок L-DOPA увеличивается, о чем свидетельствует рост на 250 тонн в год [89]. В последние несколько десятилетий ферментативное производство L-ДОФА с использованием микробов из Erwinia herbicola было промышленно развито [88]. Ранее сообщалось о других микробных источниках для создания тирозиназ, которые превращают L-DOPA с использованием в качестве субстрата L-тирозина, включая Erwinia herbicola [81], Aspergillus oryzae [90], Yarrowia lipolytica [91], Acremonium rutilum [92] и Bacillus sp.[93]. Промышленное производство L-ДОФА под действием иммобилизованной тирозиназы показано на рисунке 6.

10. Промышленное применение тирозиназы

Chen et al. [94] сообщили о новом применении тирозиназы для конъюгации in vitro и белка желатина с полисахаридом хитозаном. Гидрокситирозол, мощный антиоксидант, которого много в оливках, также был синтезирован с тирозиназой из тирозола. Тирозиназа используется в качестве потенциального пролекарства для лечения меланомы, когда пациенты успешно лечились с помощью активности тирозиназы [95, 96]. Anghileri et al. [97] используют микробную тирозиназу для получения конъюгатов серицина, пептида, обнаруженного в сточных водах шелковой текстильной промышленности. Недавно EMPA, трансдисциплинарное исследовательское и сервисное учреждение, представило методы рекомбинантного производства бактериальной тирозиназы; они используются для образования биоматериалов, таких как сшитые белки и меланин, например рекомбинантный Verrucomicrobium . Белок тирозиназы Spinosum используется для производства меланина и других полифенольных материалов по индивидуальному заказу с использованием различных фенолов и катехинов в качестве исходных материалов, и они имеют широкое применение, поскольку их можно использовать для разработки органических полупроводников или в фотовольтаике.Фермент тирозиназа также может использоваться для производства сшитых белков, что позволяет легко перерабатывать ферментные биокатализаторы, такие как липаза.

11. Открытие и количественное определение фенольных соединений

Ввиду серьезных опасений относительно токсичности значительное внимание было уделено надежному количественному определению фенолов в сложных экологических матрицах. Фенольные соединения присутствуют в сточных водах ряда отраслей промышленности, таких как переработка угля, смолы и пластмассы, нефтеперерабатывающие заводы, текстильная промышленность, красители, железо и сталь, а также целлюлоза и бумага [98].Фенолы представляют собой токсичные загрязнители в промышленных отходах, представляющие ряд рисков для здоровья человека, а некоторые из них считаются канцерогенами. Кроме того, фенол вызывает окрашивание водоприемников и, следовательно, очень важно обеззараживать такое соединение [99]. Несколько исследователей изучали использование ферментов при очистке сточных вод. Применение фермента полифенолоксидазы, такого как тирозиназа, для удаления фенола и его производных стало очень важным и эффективным методом [100]. Тирозиназа из S.antibioticus , например, проявлял активность в отношении промышленных загрязнителей, таких как 3- и 4-хлорфенолы и 3- и 4-фторфенолы [101]. Применение бактериальной тирозиназы для очистки загрязненных сточных вод недавно было рассмотрено и может быть выполнено либо с помощью красителей, продуцирующих тирозиназу, либо с ферментом в иммобилизованной форме в качестве протагониста [102, 103]. Тирозиназа имеет преимущество перед другими ферментными системами, которые использовались для удаления фенола из этого молекулярного кислорода, а не из пероксида водорода, который является окислителем, что теоретически снижает потенциальные затраты на применение технологии [104].Среди многих аналитических методов, используемых для быстрого мониторинга этих фенольных соединений, наибольшее внимание уделяется электрохимическим биосенсорам на основе иммобилизованной тирозиназы [105, 106]. Традиционно для обнаружения фенольных соединений используются спектрофотометрические или хроматографические методы. Были разработаны некоторые новые процедуры (капиллярный электрофорез, иммуноанализ и биосенсоры), которые потенциально обеспечивают лучшую специфичность, более низкие затраты, а также более быструю и простую обработку образцов [107].

Тирозиназы катализируют превращение фенольного субстрата в разновидности хинина, которые могут быть электрохимически восстановлены, что позволяет детектировать фенольный аналит с низким потенциалом [108]. Для иммобилизации тирозиназы с помощью электрохимического преобразователя используются различные методы, такие как адсорбция [109], сшивание [110] на поверхности электродов, улавливание полимерных пленок и гидрогелей [111], матрица углеродной пасты [112, 113]. ] и композитных графит-эпоксидных электродов [114]. Электрополимеризация [115, 116], самоорганизующиеся монослои [117, 118], золь-гель силикагеля [9], золь-гель оксида алюминия [119] и наночастицы [120] также применялись для иммобилизации тирозиназы для обнаружения фенольные соединения.Tembe et al. [121] представили электрохимический биосенсор для определения катехола, в котором фермент был захвачен в матрице композитного биополимера агароза-гуаровая камедь. Использование биоэлектрода тирозиназа-полисахарид для мониторинга загрязнения окружающей среды может быть начато, поскольку композитный материал (агароза и гуаровая камедь) обладает хорошей пленкообразовательной и адгезионной способностью, а также является нетоксичным и биосовместимым, что увеличивает его использование для захвата тирозиназы и последующего изготовление сеанса. Ситхарам и Сэвилл [122] изучали разложение фенола тирозиназой, иммобилизованной на химически модифицированном алюмосиликате натрия (NaA), алюмосиликате кальция (CaA) и силикагеле, которые можно повторно использовать без какого-либо снижения производительности. Биосенсоры на основе тирозиназ были разработаны для измерения фенолов, полифенолов и пестицидов. Тирозиназы также используются в биосенсорах и микрочипах посредством иммобилизации [123]; например, обнаружение токсичных фенольных соединений [124] совместно с другим ферментом (глюкозодегидрогеназой) [125].«Класс-селективные» ферментные электроды на основе тирозиназы используются для полуколичественного полевого скрининга, а также в качестве детекторов для жидкостной хроматографии, обеспечивающих количественное определение индивидуальных субстратов [126]. Биосенсоры тирозиназы также используются для мониторинга субстратных карбонатов, пестицидов [127], цианидов, органофосфатов или токсичных металлов [128], где они измеряют различные токсины из-за нарушения и модуляции активности фермента. Таким образом, они действуют как детекторы яда раннего предупреждения.

12.Биосенсор тирозиназы на основе встречно-штыревых электродов для определения гербицидов

В последнее время многие амперометрические биосенсоры, основанные на ингибировании активности ферментов тирозиназы, были использованы для определения гербицидов триазина и фенилмочевины в окружающей среде. Гербициды используются постоянно, несмотря на опасность, которую они представляют для окружающей среды, поскольку они широко используются из-за своей низкой стойкости в окружающей среде, но они способствуют высокой острой токсичности. Они представляют серьезную опасность для здоровья человека, поскольку их присутствие может быть обнаружено в поверхностных и грунтовых водах.Для обнаружения и количественного определения уровней токсичности широко используются различные методы. Как правило, используется жидкостная хроматография (ЖХ) или газовая хроматография (ГХ), но в настоящее время электрохимические ферментные сенсоры также считаются альтернативным методом для определения загрязняющих веществ по сравнению с обычными спектрометрическими методами из-за их упрощенного образца. Для усиления реакции и чувствительности биосенсора в золь-гель / хитозановую биосенсорную мембрану были включены наночастицы вместе с иммобилизованными щелочными фосфатами.Эти наночастицы, используемые в электрохимических биосенсорах, обладают способностью обеспечивать благоприятное микроокружение для биомолекул, таких как белки, для обмена электронами непосредственно с электродом [129]. Точно так же различные биосенсоры на основе ферментов, включающие лакказу [130, 131], тирозиназу [132], глюкозооксидазу [133, 134], пероксидазу хрена [135] и наночастицы, были использованы для создания электрохимических биосенсоров. Электрод с тирозиназой также используется для контроля фенольных и катехиновых соединений; это один из эффективных преобразователей для обнаружения фенолов или катехинов [85, 136, 137].

13. Производство сшитых биополимеров

Пищевая промышленность постоянно разрабатывает новые биополимеры со специальными свойствами не только для их использования в качестве эмульгаторов и загустителей, но и для производства низкокалорийных и нежирных пищевых продуктов. Для гидролиза пищевых биополимеров с целью улучшения характеристик продукта используются различные ферменты [138]. Сшитые биополимеры изменяют структурные свойства пищевой матрицы [139]. Точно так же ферментативное сшивание и прививка определенных веществ к биополимерам может быть использована в текстильной промышленности и для создания новых биоматериалов [129, 140].Режим реакции, выбранный тирозиназой, сшивающим ферментом для пищевых биополимеров, является прямым, поскольку он катализирует окисление моно- и дифенолов до -дихинонов, используя п-кумаровую кислоту (p-CA) и кофейную кислоту, а не феруловую кислоту. кислотные (FA) реактивные центры в углеводах и тирозин в белках, соответственно [139]. Окислительные ферменты, тирозиназа, могут сшивать пищевые биополимеры [141]. Обнаружено, что тирозиназа Trichoderma reesei является эффективным сшивающим линкером белка по сравнению с T . hirsute лакказа или тирозиназы микробного происхождения. Селинхеймо [142] сообщил об использовании тирозиназы и лакказы для создания пищевых биополимеров с дополнительными функциями или новых пищевых структур из разнообразного сырья. Хиноны неферментативно реагируют с нуклеофильными фрагментами, лизильными, тирозильными, цистеинильными и гистидинильными остатками белков [143–145]. Они подвержены нуклеофильной атаке со стороны свободных сульфгидрильных и аминогрупп боковых цепей аминокислот, что приводит к образованию тирозин-цистеиновых и тирозин-лизиновых поперечных связей в белковых структурах [146].Точно так же они соединяются с фенольными соединениями с образованием димерных фенольных конъюгатов [147]. Desentis-Mendoza et al. [148] сообщили об улучшении антиоксидантной защиты in vitro и путем полимеризации фенольных соединений. Сообщалось об окислении полифенолов посредством тирозиназного катализа, что улучшает доступность железа in vitro [149]. Сшивание биополимеров с использованием тирозиназы показано на фиг. 7.

14. Определение некоторых соединений в напитках

Montereali et al.[150] сообщили об обнаружении полифенолов, присутствующих в сусле и вине, с помощью амперометрического биосенсора, основанного на использовании тирозиназы и лакказы из Trametes versicolor . Оба фермента иммобилизовали на графитовых электродах, модифицированных ферроценом. Эти биосенсоры показали хорошие характеристики отбора проб по сравнению с показателями, полученными при спектрофотометрическом анализе, но ферментативная активность была предотвращена из-за присутствия [151]. Тирозиназы также выборочно удаляются из побочных продуктов в промышленных процессах ферментации [152].

14.1. При переработке зерновых

Применение тирозиназ при переработке зерновых хорошо изучено, поскольку оно может катализировать окисление фенольных соединений, присутствующих в белках и полисахаридах зерновых, путем образования связей внутри или между полисахаридами, либо между белками и полисахаридами или самими белками. Кунинори и др. [153] описали влияние тирозиназы (экстракт грибов, богатый полифенолоксидазой) на пшеничное тесто при катализируемом тирозиназой образовании 2-S-цистеинил-ДОФА, 2,5-ди-S-цистеинил-ДОПА, 6-S -цистеинил-ДОФА, 5-S-цистеинил-3, 4-ДОФА и ди-ДОФА сшивки были охарактеризованы в белках глютена [146, 154].

14.2. В переработке молочных продуктов

В молочных продуктах сшивание может использоваться для предотвращения синерезиса или для повышения упругости мягкой текстуры. Гетеро-сшивающие биополимеры зерновых, молока и мяса представляют собой вероятные средства для производства новых пищевых продуктов с точными функциями и характеристиками. Тирозиназа улучшает функционализацию молочных продуктов, например, адаптируя антиоксидантные свойства биополимеров. Ито и др. [155] сообщили об окислении тирозильных остатков молочных белков, тогда как Halaouli et al.[20] сообщили о поперечном сшивании казеиновых белков. Кроме того, сообщалось, что тирозиназы вызывают частичное сшивание сывороточных белков; например, тирозиназа из A. bisporus может сшивать α -лактальбумин [156].

14.3. In Meat Processing

Сшивающие ферменты играют важную роль в формировании желатинизирующих свойств мяса, так как способность гелеобразования, а также текстурные и связывающие свойства мяса имеют жизненно важное значение при производстве мясных продуктов. Недавно тирозиназы были протестированы на процессинг белков свинины и курицы [157, 158]. Тирозиназа эффективно улучшает свойство гелеобразования 4% суспензии миофибриллярных белков куриной грудки в присутствии 0,35 М NaCl, а также повышает твердость гомогенатных гелей, содержащих пониженное количество мяса, не содержащего фосфатов [159, 160].

15. Другие приложения

Применение тирозиназы в культуре клеток также повлекло за собой широкое признание ее каталитических свойств, поскольку она помогает нервным клеткам расти.Процесс включает нанесение фермента тирозиназы на пластиковые поверхности, что вызывает образование in situ тонких пленок меланина. Это может быть полезно для предотвращения бактериального заражения, поскольку меланин обладает бактериостатическим действием. Иммобилизация тирозиназы используется для превращения L-тирозина в L-DOPA путем захвата полимером, природным полимером или модифицированным полистиролом или адсорбцией на нейлоновом цеолите [161], стеклянных шариках, земле Фуллера и хитине, активированном гексаметилендиамином [162]. В нескольких исследованиях сообщалось о прививке протеинов шелка к хитозану посредством тирозиназных реакций, определяющих адаптируемые свойства полимеров. Точно так же успешно осуществлена ​​прививка L-DOPA к белкам волокон шерсти [163, 164]. Он также используется для приготовления гидрогелей для заменителей кожи [165], матриц для доставки лекарств и тканевой инженерии [166]. Aberg et al. [129] использовали тирозиназу для биокаталитической прививки фенольных фрагментов или белка на хитозан. Получение -дифенолов осуществляли с использованием грибной тирозиназы из Agaricus bisporus , которая была иммобилизована на коммерчески доступной эпоксидной смоле EupergitC250L и затем покрыта с использованием послойного метода (LbL) [167].Два новых гетерогенных биокатализатора характеризуются своей морфологией и возможностью повторного использования. Эти биокатализаторы были использованы для эффективного и селективного синтеза биоактивных катехинов в мягких и экологически чистых экспериментальных условиях [168]. Тирозиназа и тирозиназы, нанесенные на слой за слоем, также используются в синтезе липофильных катехинов. Значительная противовирусная активность наблюдалась у таких производных, которые характеризуются антиоксидантной активностью и длинными углеродными алкильными боковыми цепями, что указывает на возможность нового механизма ингибирования, основанного как на окислительно-восстановительных, так и на липофильных свойствах [169].

16. Заключение

Спрос на различные ферменты в промышленности растет, несмотря на их широкое признание на мировом рынке. Ферменты тирозиназы составляют одну из наиболее важных групп коммерческих ферментов. Эти ферменты широко используются в промышленных процессах, таких как фармацевтическая, косметическая и пищевая промышленность. Имеются многочисленные отчеты, указывающие на большой потенциал этой ферментной медицины, в сельскохозяйственной промышленности, а также в аналитических и экологических целях.Он также используется для производства синтетического меланина, который обеспечивает защиту от радиации и используется в качестве катионитов, носителей лекарственных средств, антиоксидантов, противовирусных агентов или иммуногенов. Тем не менее, этот обзор показывает, что микробная тирозиназа является многообещающим ферментом для фармацевтической и пищевой биотехнологии, оценивая уровень знаний о ее структуре, биохимических свойствах, пути биосинтеза меланина, очистке и производстве. Мы пришли к выводу, что необходимы дополнительные исследования в этих областях, чтобы микробные тирозиназы могли реализовать свой промышленный потенциал.В заключение, необходимы более конкретные исследования обнаруженной микробной тирозиназы с клинической точки зрения на человека, и, по нашему опыту, это часто требует помощи и сотрудничества фармацевтических, косметических или биотехнологических компаний.

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов в отношении публикации этой статьи.

Благодарности

Авторы благодарны Сарваджанику Джанкаляну Пармартику Ньясу, Народная группа, Бхопал, за лабораторные условия, а также директору и секретарю Сайфийского колледжа науки, Бхопал, за поддержку.

Белок-чувствительное высвобождение белка супрамолекулярного / полимерного гидрогелевого композита, интегрирующего системы активации ферментов

  • 1.

    Alberts, B. et al. (ред.) в Molecular Biology of the Cell 5th edn (Garland Science, New York, 2008).

  • 2.

    Huebsch, N. & Mooney, D. J. Вдохновение и применение в развитии биоматериалов. Nature 462 , 426–432 (2009).

    ADS
    CAS
    PubMed
    PubMed Central

    Google ученый

  • 3.

    Уэббер, М. Дж., Аппель, Э. А., Мейер, Э. В. и Лангер, Р. Супрамолекулярные биоматериалы. Nat. Mater. 15 , 13–26 (2016).

    ADS
    CAS
    PubMed

    Google ученый

  • 5.

    Vermonden, T., Censi, R. & Hennink, W. E. Гидрогели для доставки белка. Chem. Ред. 112 , 2853–2888 (2012).

    CAS
    PubMed

    Google ученый

  • 6.

    Li, Y., Rodrigues, J. & Tomás, H. Инъекционные и биоразлагаемые гидрогели: гелеобразование, биодеградация и биомедицинские применения. Chem. Soc. Ред. 41 , 2193–2221 (2012).

    CAS
    PubMed

    Google ученый

  • 8.

    Сато К., Хендрикс М. П., Палмер Л. С. и Ступп С. И. Пептидные супрамолекулярные материалы для терапевтических средств. Chem. Soc. Ред. 47 , 7539–7551 (2018).

    CAS
    PubMed
    PubMed Central

    Google ученый

  • 9.

    Gu, Z. et al. Инъекционная наносеть для доставки инсулина с опосредованной глюкозой. ACS Nano 7 , 4194–4201 (2013).

    CAS
    PubMed
    PubMed Central

    Google ученый

  • 11.

    Hong, L.T.A. et al. Инъекционный гидрогель улучшает восстановление тканей после повреждения спинного мозга, способствуя ремоделированию внеклеточного матрикса. Nat. Commun. 8 , 533 (2017).

    ADS
    PubMed
    PubMed Central

    Google ученый

  • 12.

    Mealy, J. E. et al. Инъекционные гранулированные гидрогели с многофункциональными свойствами для биомедицинского применения. Adv. Mater. 30 , e1705912 (2018).

    PubMed

    Google ученый

  • 14.

    Икеда, М., Танида, Т., Йошии, Т. и Хамачи, И.Рациональный молекулярный дизайн стимулирующих супрамолекулярных гидрогелей на основе дипептидов. Adv. Mater. 23 , 2819–2822 (2011).

    CAS
    PubMed

    Google ученый

  • 15.

    Ikeda, M. et al. Установка ответов логических ворот на различные биологические вещества в супрамолекулярных гибридах гидрогель-фермент. Nat. Chem. 6 , 511–518 (2014).

    CAS
    PubMed

    Google ученый

  • 16.

    Shigemitsu, H. et al. Адаптивный супрамолекулярный гидрогель, содержащий самосортирующиеся сети из двойных нановолокон. Nat. Nanotechnol. 13 , 165–172 (2018).

    ADS
    CAS
    PubMed

    Google ученый

  • 17.

    Williams, R.J. et al. Самосборка с помощью ферментов под термодинамическим контролем. Nat. Nanotechnol. 4 , 19–24 (2009).

    ADS
    CAS
    PubMed

    Google ученый

  • 18.

    Гао, Ю., Ши, Дж., Юань, Д. и Сюй, Б. Самосборка малых молекул внутри живых клеток, запускаемая ферментами. Nat. Commun. 3 , 1033 (2012).

    ADS
    PubMed
    PubMed Central

    Google ученый

  • 19.

    Дрейпер, Э. Р., Иден, Э. Г. Б., Макдональд, Т. О. и Адамс, Д. Дж. Пространственно разделенные многокомпонентные гели. Nat. Chem. 7 , 848–852 (2015).

    CAS
    PubMed

    Google ученый

  • 20.

    Клоксин, А.М., Каско, А.М., Салинас, К.Н. и Ансет, К.С. Фоторазлагаемые гидрогели для динамической настройки физических и химических свойств. Science 324 , 59–63 (2009).

    ADS
    CAS
    PubMed
    PubMed Central

    Google ученый

  • 21.

    Бадо, Б.А., Комерфорд, М.П., ​​Аракава, К.К., Шадиш, Дж. А. и ДеФорест, С. А. Разработаны модульные логические элементы из биоматериала для инициируемой окружающей средой терапевтической доставки. Nat. Chem. 10 , 251–258 (2018).

    CAS
    PubMed
    PubMed Central

    Google ученый

  • 22.

    Matsuda, T., Kawakami, R., Namba, R., Nakajima, T. & Gong, J. P. Саморазвивающиеся гидрогели, реагирующие на механореактивность, вдохновленные тренировкой мышц. Наука 363 , 504–508 (2019).

    ADS
    CAS
    PubMed

    Google ученый

  • 23.

    Мията Т., Асами Н. и Урагами Т. Обратимо антиген-чувствительный гидрогель. Nature 399 , 766–769 (1999).

    ADS
    CAS
    PubMed

    Google ученый

  • 25.

    Бай В., Гариано Н. А. и Спивак Д. А. Макромолекулярная амплификация реакции связывания в супераптамерных гидрогелях. J. Am. Chem. Soc. 135 , 6977–6984 (2013).

    CAS
    PubMed

    Google ученый

  • 26.

    Yamaguchi, N. et al. Опосредованная факторами роста сборка гидрогелей, чувствительных к клеточным рецепторам. J. Am. Chem. Soc. 129 , 3040–3041 (2007).

    CAS
    PubMed
    PubMed Central

    Google ученый

  • 28.

    Грин, Авидин Н.М. 1. Использование [14C] биотина для кинетических исследований и анализов. Biochem. J. 89 , 585–591 (1963).

    CAS
    PubMed
    PubMed Central

    Google ученый

  • 29.

    Кришнамурти, В. М. и др. Карбоангидраза как модель для биофизических и физико-органических исследований связывания белков и белков с лигандами. Chem. Ред. 108 , 946–1051 (2008).

    CAS
    PubMed
    PubMed Central

    Google ученый

  • 31.

    Корнуэлл, Д. Дж. И Смит, Д. К. Расширение области применения гелей – сочетание полимеров с низкомолекулярными гелеобразователями для получения модифицированных самособирающихся интеллектуальных материалов для высокотехнологичных приложений. Mater. Horiz. 2 , 279–293 (2015).

    CAS

    Google ученый

  • 32.

    Wang, J. et al. Включение супрамолекулярных гидрогелей в гидрогели агарозы – потенциальный носитель для доставки лекарств. J. Mater. Chem. 19 , 7892–7896 (2009).

    CAS

    Google ученый

  • 33.

    Kiriya, D. et al. Прочные супрамолекулярные нити длиной в метр, заключенные в гидрогелевые оболочки. Angew. Chem. Int. Эд. 51 , 1553–1557 (2012).

    CAS

    Google ученый

  • 34.

    Чжан Л., Лейк, С. П., Барокас, В. Х., Шепард, М. С. и Пику, Р. С. Сшитая волоконная сеть, встроенная в эластичную матрицу. Мягкое вещество 9 , 6398–6405 (2013).

    ADS
    CAS
    PubMed
    PubMed Central

    Google ученый

  • 36.

    Li, P., Dou, X.-Q., Feng, C.-L. И Чжан Д. Механическое усиление гидрогелей на основе фенила C 2 для контролируемой адгезии клеток. Мягкое вещество 9 , 3750–3757 (2013).

    ADS
    CAS

    Google ученый

  • 37.

    Корнуэлл, Д. Дж., Окесола, Б. О. и Смит, Д. К. Гибридные полимерные и низкомолекулярные гели – динамические двухкомпонентные мягкие материалы как с чувствительными, так и с прочными наноразмерными сетками. Мягкое вещество 9 , 8730–8736 (2013).

    ADS
    CAS

    Google ученый

  • 38.

    Корнуэлл, Д. Дж., Окесола, Б. О. и Смит, Д. К. Многодоменные гибридные гидрогели: синтетические наноматериалы с пространственным разрешением и фотоподбором, сочетающие полимер и низкомолекулярные гелеобразователи. Angew. Chem. Int. Эд. 53 , 12461–12465 (2014).

    CAS

    Google ученый

  • 39.

    Мао, Ю., Су, Т., Ву, К., Ляо, К. и Ван, К. Двойное ферментативное образование гибридных гидрогелей с супрамолекулярно-полимерными сетями. Chem. Commun. 50 , 14429–14432 (2014).

    CAS

    Google ученый

  • 40.

    Ромбоутс, В. Х., Гисберс, М., ван Лент, Дж., Де Вольф, Ф. А. и ван дер Гухт, Дж. Синергетическое усиление жесткости в двухволоконных сетях. Биомакромолекулы 15 , 1233–1239 (2014).

    CAS
    PubMed

    Google ученый

  • 41.

    Ohsedo, Y., Taniguchi, M., Saruhashi, K. & Watanabe, H. Улучшенные механические свойства полиакриламидных гидрогелей, созданных в присутствии низкомолекулярных гидрогелаторов. RSC Adv. 5 , (2015).

    CAS

    Google ученый

  • 42.

    Grijalvo, S. et al. Ниоплексы, инкапсулированные в супрамолекулярные гибридные биогидрогели в качестве универсальных платформ доставки нуклеиновых кислот. RSC Adv. 6 , 39688–39699 (2016).

    CAS

    Google ученый

  • 43.

    Wei, Q. et al. Печать супрамолекулярно-полимерных гидрогелей с контролируемой вязкостью посредством двойного ферментного катализа. J. Mater. Chem. В 4 , 6302–6306 (2016).

    CAS
    PubMed

    Google ученый

  • 44.

    Челик, Э., Байрам, К., Акчапинар, Р., Тюрк, М.И Денкбаш, Э. Б. Влияние концентрации хлорида кальция на альгинатные / Fmoc-дифенилаланин-гидрогелевые сети. Mater. Sci. Англ. С. 66 , 221–229 (2016).

    Google ученый

  • 45.

    Wei, Q. et al. Гибридный гидрогель для печати путем двойной ферментативной полимеризации с повышенной активностью. Chem. Sci. 7 , 2748–2752 (2016).

    CAS
    PubMed
    PubMed Central

    Google ученый

  • 46.

    Чжан, Дж., Джи, В., Лю, Т. и Фэн, С. Настройка синерезисных свойств каппа-каррагенанового гидрогеля с помощью С2-симметричных супрамолекулярных гелеобразователей на основе бензола. Макромол. Chem. Phys. 217 , 1197–1204 (2016).

    CAS

    Google ученый

  • 47.

    Sun, W. et al. Полимер-супрамолекулярный полимерный двухсеточный гидрогель. Adv. Функц. Mater. 26 , 9044–9052 (2016).

    CAS

    Google ученый

  • 48.

    Li, P. et al. Аутоиндукторные микроматрицы репортерных бактерий, инкапсулированных в гибридные супрамолекулярно-полисахаридные гидрогели. Макромол. Biosci. 17 , 1700176 (2017).

    Google ученый

  • 49.

    Александер, С. Л. М. и Корли, Л. Т. Дж. Настраиваемый гигроморфизм: структурные последствия низкомолекулярных гелей и электропряденых нановолокон в двухслойных композитах. Soft Matter 13 , 283–291 (2017).

    ADS
    CAS

    Google ученый

  • 50.

    Виейра, В. М. П., Хэй, Л. и Смит, Д. К. Многокомпонентные гибридные гидрогели – понимание степени ортогональной сборки и ее влияние на контролируемое высвобождение. Chem. Sci. 8 , 6981–6990 (2017).

    CAS
    PubMed
    PubMed Central

    Google ученый

  • 52.

    Lovrak, M. et al. Отдельно стоящие супрамолекулярные гидрогелевые объекты путем реакции-диффузии. Nat. Commun. 8 , 15137 (2017).

    Google ученый

  • 53.

    Tena-Solsona, M. et al. Неравновесные диссипативные супрамолекулярные материалы с настраиваемым временем жизни. Nat. Commun. 8 , 15895 (2017).

    ADS
    CAS
    PubMed
    PubMed Central

    Google ученый

  • 55.

    Chen, F. et al. Общая стратегия изготовления прочных и жестких супрамолекулярных гидрогелей на основе низкомолекулярного гелеобразователя с двойной сетчатой ​​структурой. Chem. Mater. 30 , 1743–1754 (2018).

    CAS

    Google ученый

  • 56.

    Chen, J. et al. Включение нановолокон Fmoc-Y в гидрогели альгината кальция для улучшения их механических свойств и контролируемого высвобождения небольших молекул. Новое. J. Chem. 42 , 9651–9657 (2018).

    CAS

    Google ученый

  • 57.

    Славик П., Курка Д. В. и Смит Д. К. Самоорганизующиеся гибридные гидрогели, поглощающие палладий – многоразовые высокоактивные зеленые катализаторы для реакций кросс-сочетания Сузуки-Мияура. Chem. Sci. 9 , 8673–8681 (2018).

    PubMed
    PubMed Central

    Google ученый

  • 58.

    Zhang, R., Lei, L., Song, Q. & Li, X. Гибридный гидрогель альгинат / дексаметазон-фосфат натрия, сшивающий ионы кальция, для пролонгированного высвобождения лекарственного средства. Colloids Surf. B 175 , 569–575 (2019).

    CAS

    Google ученый

  • 60.

    Wei, Q. et al. Ферментативное поперечное сшивание для изготовления супрамолекулярного гидрогеля на основе антиоксидантного пептида для улучшения заживления кожных ран. J. Mater. Chem. B 7 , 2220–2225 (2019).

    CAS
    PubMed

    Google ученый

  • 61.

    Criado-Gonzalez, M. et al. Самосборка с помощью ферментов в гидрогеле, индуцированная диффузией пептидов. Chem. Commun. 55 , 1156–1159 (2019).

    CAS

    Google ученый

  • 63.

    Chakraborty, P. et al. Композиция из пептидно-супрамолекулярного полимера и ковалентного полимера представляет собой новый многофункциональный био-вдохновленный мягкий материал. Макромол. Rapid Commun. 40 , 1

    5 (2019).

    Google ученый

  • 64.

    Piras, C.C., Slavik, P. & Smith, D.K. Самособирающиеся супрамолекулярные гибридные шарики гидрогеля. Angew. Chem. Int. Эд. 59 , 853–859 (2020).

    CAS

    Google ученый

  • 65.

    Arnott, S. et al. Двойная спираль агарозы и ее функция в структуре геля агарозы. J. Mol. Биол. 90 , 269–284 (1974).

    CAS
    PubMed

    Google ученый

  • 66.

    Данн, К. В., Камока, М. М. и Макдональд, Дж. Х. Практическое руководство по оценке колокализации в биологической микроскопии. г. J. Physiol. Cell Physiol. 300 , C723 – C742 (2011).

    CAS
    PubMed
    PubMed Central

    Google ученый

  • 67.

    Мирс, L. L. E. et al. Сушка влияет на сетку волокон в низкомолекулярных гидрогелях. Биомакромолекулы 18 , 3531–3540 (2017).

    CAS
    PubMed
    PubMed Central

    Google ученый

  • 68.

    Арделт, В., Ардельт, Б. и Дарзинкевич, З. Рибонуклеазы как потенциальные методы противоопухолевой терапии. евро. J. Pharmcol. 625 , 181–189 (2009).

    CAS

    Google ученый

  • 69.

    Корпорация Life Technologies. Молекулярные зонды
    ® Справочник: Справочник , 11-е изд. (Life Technologies Corporation, 2010).

  • 70.

    Кастро-Фореро, А., Хименес, Д., Лопес-Гаррига, Дж. И Торрес-Луго, М. Иммобилизация миоглобина из скелетных мышц лошади в гидрофильных полимерных сетях. J. Appl. Polym. Sci. Symp. 15 , 881–890 (2008).

    Google ученый

  • Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности.Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.


    Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

    Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее частые причины:

    • В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки своего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
    • Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались.Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, используйте кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
    • Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
    • Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г.,
      браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
    • Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie.Вы должны отключить приложение при входе в систему или уточнить у системного администратора.

    Почему этому сайту требуются файлы cookie?

    Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Чтобы предоставить доступ без файлов cookie
    потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.


    Что сохраняется в файле cookie?

    Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

    Как правило, в файле cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт
    не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к
    остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.

    изоляция, характеристика и особенности – Laboratorium voor Levensmiddelenchemie en -biochemie

    Кристоф Брийс

    Ноябрь 2001
    Абстракция

    Хотя протеолитические ферменты в родственных зерновых пшенице и ячмене достаточно хорошо охарактеризованы, мало что известно о протеолитических ферментах в зернах ржи.Однако протеолитическая активность ржаной муки значительно выше, чем у пшеничной муки, и близка к таковой у тритикале. Поэтому разумно ожидать, что эти ферменты могут влиять на функциональность зерновых в биотехнологических процессах. Однако, насколько нам известно, углубленное исследование протеаз ржи не проводилось. Этот тезис был направлен на углубление понимания присутствия и идентичности протеолитических ферментов как в непросеянной, так и в проросшей ржи.Мы также выделили и охарактеризовали некоторые из этих ферментов и определили их специфичность.

    В покоящихся и проросших семенах ржи присутствуют различные протеолитические ферменты, а протеолитическая активность повышается во время прорастания. В непроросших зернах ржи в экстрактах цельного шрота обнаружены эндопротеолитические, экзопротеолитические, карбоксипептидазные, аминопептидазные и N-бензоиларгинин-п-нитроанилидные гидролизные активности. Дальнейший анализ помолных фракций ржи показал, что протеолитические ферменты особенно присутствовали во фракциях отрубей и шорт.Исследования ингибиторов показали, что аспарагиновые и сериновые протеазы ответственны за гидролизную активность гемоглобина и азоказеина при pH 4,0.

    Подобные экспериментальные протоколы были использованы для характеристики активности протеолитических ферментов в проросшем зерне ржи. Рожь сорта «Гумбольт» была проращена при оптимальных условиях температуры, аэрации и влажности. Его протеолитическую активность контролировали с использованием методов «в растворе» и 1D- и 2D-PAGE со встроенными субстратами.Активность гидролиза гемоглобина и азоказеина значительно увеличивалась во время замачивания. Более того, активность увеличивалась в течение первых трех дней прорастания, но не после этого. В отличие от непроросшего зерна ржи, высокий уровень протеолитической активности был обнаружен во внутренней фракции С1-муки, а меньшая активность была обнаружена в отрубях и шортиках.
    Использование класс-специфичных ингибиторов показало, что присутствуют четыре класса протеиназ. Аспарагиновые протеиназы все еще присутствуют в зернах ржи, проросших в течение 3 дней.Поскольку цистеиновые протеиназы в основном расположены в крахмалистом эндосперме, мы предполагаем, что гидролиз запасных белков во время прорастания в основном происходит за счет цистеиновых протеиназ и что аспарагиновые аналоги также играют важную роль в этих процессах.
    Вышеуказанное соответствует литературным данным для пшеницы и ячменя. Аспарагиновые протеазы считаются наиболее важной группой протеаз непроросшего зерна. В равной степени общепризнанно, что после прорастания в основном цистеиновые протеазы отвечают за гидролиз запасного белка.В экспериментальных условиях, описанных в этой работе (включая обработку секалинов мочевиной и кипячение глютена), запасные белки ржи и пшеницы разлагались экстрактами и фракциями цельнозерновой муки ржи, полученными путем концентрирования сульфата аммония из непроросших ржаных отрубей и муки первого восстановления. проросшая рожь. Остается исследовать, влияют ли протеазы ржи на структуру белков глютена в практических применениях, таких как производство традиционно приготовленного пшеничного хлеба, содержащего 30% ржи.

    Чтобы получить больше информации об отдельных протеазах, аспарагиновые протеиназы были очищены из непроросших зерен ржи и цистеиновые протеиназы из проросших семян.
    Комплекс аспарагиновой протеиназы очищали из спящего зерна ржи, используя осаждение сульфатом аммония, аффинную хроматографию на пепстатине А на агарозе и гель-проницаемость. Фракция очищенного фермента (RAP) содержит две гетеродимерные аспарагиновые протеиназы 48 и 40 кДа. Эти ферменты демонстрируют высокую гомологию последовательностей в перекрытии из 20 аминокислот с HvAP (Sarkkinen et al., 1992) и GlAP (Bleukx et al., 1998a). Белок 48 кДа, вероятно, является предшественником фермента 40 кДа. Используя те же протоколы, фермент был также выделен из проросшего зерна ржи, что указывает на то, что не все AP исчезают в процессе прорастания.
    RAP оптимально активен при pH 3,0 и 45 ° C и полностью ингибируется пепстатином A. Оба белка в комплексе имеют изоэлектрические точки, близкие к pI 4,6. Как и в случае с большинством (растительных) AP, гидролиз обычно происходит между двумя аминокислотами с большими гидрофобными боковыми цепями.Иногда гидролизуются пептидные связи, содержащие один гидрофобный аминокислотный остаток. Гидролиз как окисленной B-цепи инсулина, так и глюкагона с помощью RAP показывает, что только некоторые из доступных пептидных связей расщепляются. RAP гидролизует как HMW-GS, так и LMW-GS и, в меньшей степени, глиадины.
    Чтобы определить влияние RAP на функциональность белков глютена (глиадинов и глютенинов), которые имеют решающее значение при выпечке хлеба, важно получить высокие уровни протеиназы. Поэтому мы попытались получить RAP гетерологичной экспрессией.Клон кДНК, кодирующий HvAP, использовали в качестве зонда для скрининга библиотеки кДНК, сконструированной из мРНК, очищенной из зародышей ржи. Неполная последовательность кДНК RAP показала высокую идентичность последовательности с последовательностью кДНК HvAP. С-концевая доля RAP содержала часть уникальной последовательности из примерно 100 аминокислот, встречающихся в AP растений. Это свидетельствовало о растительном происхождении РАП. Однако полную кДНК, кодирующую RAP, нельзя было выделить, и, следовательно, было невозможно экспрессировать белок.

    Цистеиновые протеиназы очищали из зерен ржи, проросших в течение 3 дней, путем осаждения сульфатом аммония и последовательных стадий хроматографии. Удельная активность увеличивалась примерно в 2000 раз во время этих стадий очистки и полностью ингибировалась E-64. Полосы белка с молекулярной массой ок. 67, 43 и 30 кДа были обнаружены на SDS-PAGE, хотя в настоящее время мы не уверены, что все три полосы белка являются цистеиновыми протеиназами. Только одно пятно гидролиза наблюдали с помощью PAGE с включенным желатином.Когда глютен ферментативно обрабатывали этими цистеиновыми протеиназами, наблюдалась ограниченная модификация глютена. Напротив, после обработки глютена кислотами наблюдалась полная деградация белков глютена, и на геле не было замечено отдельных белковых полос.

    Таким образом, данное исследование дает детальную характеристику протеолитических ферментов непроросшего и проросшего зерна ржи. Отдельные ферменты были очищены от этого материала и определены биохимические характеристики.Чтобы изучить полезность этих ферментов для модификации глютена, необходимы большие количества ферментов. Хотя нам не удалось выделить полные кДНК, использование рекомбинантных ДНК-методов для экспрессии протеиназ ржи кажется многообещающим путем.

    Хотя протеазы специфичны для белков, они весьма разнообразны по своей способности гидролизовать различные пептидные связи в белках из разных источников. Для каждого типа фермента и каждого типа белка конечные продукты реакции различны.Ферментные гидролизаты белков традиционно используются в пищевых и непищевых целях. Однако возможно более широкое использование белков, модифицированных ферментами. Таким образом, помимо характеристики протеаз ржи в целом, это исследование может в конечном итоге привести к ферментам со специфичностью, отличной от описанных ранее.

    18.5: Ферменты – Chemistry LibreTexts

    Навыки для развития

    • Объясните функции ферментов.
    • Объясните, как ферменты классифицируются и называются.

    Катализатор – это любое вещество, которое увеличивает скорость или скорость химической реакции без изменения или расходования в реакции. Ферменты – это биологические катализаторы, и почти все они являются белками. Скорость реакции, достигаемая ферментами, поистине поразительна. В их присутствии реакции происходят со скоростью в миллион (10 6 ) или более раз быстрее, чем это было бы возможно в их отсутствие.Что еще более удивительно, ферменты выполняют эту функцию при температуре тела (~ 37 ° C) и физиологическом pH (pH ~ 7), а не в условиях, которые обычно необходимы для увеличения скорости реакции (высокая температура или давление, использование сильных окислителей или восстановителей, сильных кислот или оснований, или комбинации любого из них). Кроме того, ферменты очень специфичны по своему действию; то есть каждый фермент катализирует только один тип реакции только в одном соединении или группе структурно родственных соединений.Соединение или соединения, на которые действует фермент, известны как его субстраты.

    Сотни ферментов были очищены и изучены, чтобы понять, как они работают так эффективно и с такой специфичностью. Полученные знания были использованы для создания лекарств, которые ингибируют или активируют определенные ферменты. Примером могут служить интенсивные исследования, направленные на улучшение лечения или поиск лекарства от синдрома приобретенного иммунодефицита (СПИД). СПИД вызывается вирусом иммунодефицита человека (ВИЧ).Исследователи изучают ферменты, вырабатываемые этим вирусом, и разрабатывают лекарства, предназначенные для блокирования действия этих ферментов, не влияя на ферменты, вырабатываемые человеческим организмом. Некоторые из этих препаратов одобрены для использования пациентами со СПИДом.

    Таблица \ (\ PageIndex {1} \) : Классы ферментов
    Класс Тип катализируемой реакции Примеры
    оксидоредуктазы реакции окисления-восстановления Дегидрогеназы катализируют окислительно-восстановительные реакции с участием водорода, а редуктазы катализируют реакции, в которых восстанавливается субстрат.
    трансфераз реакции переноса групп, таких как метил, амино и ацетил Трансаминазы катализируют перенос аминогруппы, а киназы катализируют перенос фосфатной группы.
    гидролазы реакции гидролиза Липазы катализируют гидролиз липидов, а протеазы катализируют гидролиз белков
    лиаз реакции, в которых группы удаляются без гидролиза или присоединения групп к двойной связи Декарбоксилазы катализируют удаление карбоксильных групп.
    изомеразы реакции, в которых соединение превращается в его изомер Изомеразы могут катализировать превращение альдозы в кетозу, а мутазы катализируют реакции, в которых функциональная группа переносится от одного атома субстрата к другому.
    лигаз реакции, в которых образуются новые связи между углеродом и другим атомом; требуется энергия Синтетазы катализируют реакции, в которых две молекулы меньшего размера соединяются с образованием более крупной.

    Первые обнаруженные ферменты были названы в соответствии с их источником или методом открытия. Фермент , пепсин , который способствует гидролизу белков, содержится в пищеварительных соках желудка (греч. pepsis , что означает «пищеварение»). Папаин , другой фермент, гидролизующий белок (фактически, он используется в размягчителях мяса), выделен из папайи. По мере открытия новых ферментов химики осознавали необходимость в более систематической и химически информативной схеме идентификации.В существующей схеме нумерации и наименования под контролем Номенклатурной комиссии Международного союза биохимиков ферменты разделены на шесть групп в соответствии с общим типом реакции, которую они катализируют (Таблица \ (\ PageIndex {1} \)), с подгруппами и вторичными подгруппами, которые более точно определяют реакцию.

    Рисунок \ (\ PageIndex {1} \): Структура белка алкогольдегидрогеназы (E.C.1.1.1.1) (EE ISOZYME) в комплексе с никотинамидадениндинульцеотидом (NAD) и цинком (PDB: 1CDO).

    Каждому ферменту присваивается четырехзначный номер, которому предшествует префикс EC – для классификации ферментов – который указывает его группу, подгруппу и так далее. Это показано в таблице \ (\ PageIndex {2} \) для алкогольдегидрогеназы. Каждому ферменту также дается название, состоящее из корня названия его субстрата или субстратов и суффикса – ase . Таким образом, уреаза – это фермент, катализирующий гидролиз мочевины.

    Таблица \ (\ PageIndex {2} \): Присвоение классификационного номера ферментов
    Алкогольдегидрогеназа: EC 1.1.1.1
    Вторая цифра указывает на то, что эта оксидоредуктаза катализирует реакцию с участием первичного или вторичного спирта.
    Третья цифра указывает, что для этой реакции требуется либо кофермент NAD + , либо NADP + .
    Четвертая цифра означает, что это был первый фермент, выделенный, охарактеризованный и названный с использованием этой системы номенклатуры.
    Систематическое название этого фермента – спирт: NAD + оксидоредуктаза , а рекомендуемое или общепринятое название – алкогольдегидрогеназа.

    Катализируемая реакция:

    Резюме

    Фермент – это биологический катализатор, вещество, которое увеличивает скорость химической реакции, но не изменяется и не расходуется в ходе реакции.Систематический процесс используется для наименования и классификации ферментов.

    Упражнение по обзору концепции

    В тонком кишечнике сахароза гидролизуется с образованием глюкозы и фруктозы в реакции, катализируемой сахарозой.

    1. Определите субстрат в этой реакции.
    2. Назовите фермент.

    Упражнения

    1. Определите субстрат, катализируемый каждым ферментом.

      1. лактаза
      2. целлюлаза
      3. пептидаза
    2. Определите субстрат, катализируемый каждым ферментом.

      1. липаза
      2. амилаза
      3. мальтаза
    3. Определите каждый тип фермента.

      1. декарбоксилаза
      2. протеаза
      3. трансаминаза
    4. Определите каждый тип фермента.

      1. дегидрогеназа
      2. изомераза
      3. липаза

    Ответы

      1. лактоза
      2. целлюлоза
      3. пептидов
      1. лиаз
      2. гидролаза
      3. трансфераза

    Роль ферментов TET в метилировании ДНК, развитии и раке

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *