Caractéristiques, structure, fonctions du glucose oxydase

La oxydase glucose, Également connue sous le nom de β-D-glycose: oxygène-1-oxydoraductase, glucose-1-oxydase ou simplement glucose oxydase, il s'agit d'une enzyme oxydoréductase en charge de l'oxydation du β-d-glycose qui produit de la d-gluconolactone et du peroxyde d'hydrogène.

Il a été découvert à la fin des années 1920 dans des extraits de champignons Aspergillus Niger. Sa présence a été prouvée dans les champignons et les insectes, où la production permanente de peroxyde d'hydrogène, par son action catalytique, a des fonctions importantes en défense contre les champignons pathogènes et les bactéries.

Schéma de la structure de l'enzyme de glucose oxydase (source arcadienne, via Wikimedia Commons)

À l'heure actuelle, l'oxydase glucose a été purifiée à partir de nombreuses sources fongiques différentes, en particulier à partir des genres Aspergillus et Pénicillium. Bien qu'il puisse utiliser d'autres substrats, il est assez sélectif pour l'oxydation du β-D-glycose.

Il a plusieurs bénéfices dans des contextes industriels et commerciaux, ce qui est dû à son faible coût de production et à une grande stabilité.

En ce sens, cette enzyme est utilisée à la fois dans l'industrie de la production alimentaire et en cosmétologie, dans le pharmacien et le diagnostic clinique, non seulement en tant qu'additif, mais en tant que réactif biocapteur et / ou analytique de différentes solutions et fluides corporels.

[TOC]

Caractéristiques

L'oxydase glucose est une flavoprotéine globulaire qui utilise l'oxygène moléculaire comme accepteur d'électrons à produire, à partir du glucose, du d-glycon-Δ-lactone et du peroxyde d'hydrogène.

Dans un système cellulaire, le peroxyde d'hydrogène produit peut être consommé par l'enzyme catlase pour produire de l'oxygène et de l'eau. À son tour, dans certains organismes, la D-gluconolactone est hydrolysée en acide gluconique, qui peut exercer différentes fonctions.

Les enzymes de glucose oxydase décrites jusqu'à présent sont capables d'oxyder les monosaccharides et autres types de composés, cependant, et comme indiqué précédemment, ils sont assez spécifiques à l'anomère β d-glycose.

Il peut vous servir: Stracture sanguine: caractéristiques, types, techniques et histologie

Ils travaillent dans des gammes de pH acides, de 3.5 à 6.5 et, selon le micro-organisme, cette gamme peut varier considérablement. De plus, le glucose fongique oxydase est l'un des trois types de protéines qui sont attachées aux orthophosphates.

Comme d'autres catalyseurs biologiques, ces enzymes peuvent être inhibées par différentes molécules, notamment l'argent, le cuivre et le mercure, l'hydrazine et l'hydroxylamine, la phénylhydrazine, le bisulfate de sodium, entre autres, entre autres.

Structure

Le glucose de l'oxydase est une protéine dimique avec deux monomères identiques de 80 kDa chacun, codés par le même gène, unis de manière covalente par deux ponts disulfure et dont le dynamisme est impliqué dans le mécanisme catalytique de l'enzyme.

Selon le corps, le poids moléculaire moyen de l'homodimère.

Structure de monomère

L'analyse des monomères de la glucose d'oxydase différente trouvée dans la nature révèle que celles-ci sont divisées en deux régions ou domaines différents: un qui se lie à la mode et à un autre qui se lie au glucose.

Le domaine de l'Union FAD est composé de feuilles β-plaquées, tandis que la jonction de glucose masse.

Glycosylation

Les premières études menées à partir de l'enzyme de POUR. Niger Ils établissent que cette protéine détient 20% de son poids frais composé d'aminoazúces et que 16-19% supplémentaires correspondent à des glucides, dont plus de 80% sont des déchets liés à la main aux protéines par des liens par liens par liens N- ou SOIT-glycosidique.

Bien que ces glucides ne soient pas essentiels à la catalyse, il existe des rapports indiquant que l'élimination ou l'élimination de ces déchets sucrés diminue la stabilité structurelle de la protéine. Cela peut être dû à la solubilité et à la résistance contre les protéases que cette couche de glucides lui donne.

Peut vous servir: animaux vertébrés

Les fonctions

Dans les champignons et les insectes, comme discuté, l'oxydase glucose remplit une fonction essentielle de la défense contre les champignons pathogènes et les bactéries en maintenant une source constante de stress oxydatif par la production permanente de peroxyde d'hydrogène.

Il n'est pas aussi simple que de parler d'autres fonctions générales de l'enzyme de glucose oxydase ne bénéficie pas si simple des bénéfices très particuliers dans les différents organismes qui l'expriment. En abeilles, par exemple, sa sécrétion des glandes hypopharyngées vers la salive contribue à la préservation du miel.

Dans d'autres insectes, selon le stade du cycle de vie, il fonctionne dans la désinfection des aliments ingérés et dans la suppression des systèmes de défense des plantes (en ce qui concerne les insectes phytophages, par exemple).

Pour de nombreux champignons, il s'agit d'une enzyme cruciale pour la formation de peroxyde d'hydrogène qui favorise la dégradation de la lignine. À son tour, pour un autre type de champignons, ce n'est qu'un système de défense antibactérien et antifongique.

Fonctions dans l'industrie

Dans le domaine industriel, l'oxydase glucose a été exploitée à bien des égards, parmi laquelle peut être spécifiée:

- En tant qu'additif pendant la transformation des aliments, où il fonctionne comme antioxydant, conservateur et stabilisateur des produits alimentaires.

- Dans la préservation des dérivés laitiers, où il travaille comme agent antimicrobien.

- Il est utilisé pendant la production de poussière d'oeuf pour l'élimination du glucose et la production de peroxyde d'hydrogène qui empêche la croissance des micro-organismes.

- Il a également une utilité dans la production de vins bas dans l'alcool. Cela est dû à sa capacité à consommer le glucose présent dans les jus utilisés pour la fermentation.

Peut vous servir: lactoferrine: structure et fonctions

- L'acide gluconique, l'un des produits secondaires de la réaction catalysée par l'oxydase glucose, est également exploité pour la coloration textile, le nettoyage des surfaces métalliques, comme additif alimentaire, comme additif dans les détergents et même dans les médicaments et les cosmétiques.

Capteurs de glucose

Il existe plusieurs tests pour censurer la concentration de glucose dans différentes conditions qui sont basées sur l'immobilisation de l'enzyme de glucose oxydase dans un soutien donné.

Trois types d'essais ont été conçus dans l'industrie qui utilisent cette enzyme comme biocapteur et les différences entre elles sont relatives au système de détection de consommation de glucose et / ou d'oxygène ou à la production de peroxyde d'hydrogène.

En plus de son utilité dans l'industrie alimentaire, les biocapteurs de glucose sont exploités pour la détermination de la quantité de glucose dans les liquides corporels tels que le sang et l'urine. Ce sont généralement des études de routine pour la détection des conditions pathologiques et d'autres conditions physiologiques.

Les références

1. Bankar, s. B., Bule, m. V, Singhal, R. S., & Ananthanarayan, L. (2009). Glucose oxydase - un aperçu. Avances de biotechnologie, 27(4), 489-501.
2. Haouz, un., Twist, C., Zentz, C., Tauc, p., & Alpert, B. (1998). Propriétés dynamiques et structurelles de l'enzyme de glucose oxydase. Biophys européens, 27, 19-25.
3. Raba, J., & Mottola, H. POUR. (Année mille neuf cents quatre-vingts-quinze). Glucose oxydase comme réactif analytique. Revues critiques en chimie analytique, 25(1), 1-42.
4. Wilson, R., & Turner, à. (1992). Glucose oxydase: une enzyme idéale. Biocapteurs et bioélectronique, 7, 165-185.
5. Wong, C. M., Wong, k. H., & Chen, x. D. (2008). Glucose oxydase: occurrence naturelle, fonction, propriétés et applications industrielles. Biotechnol microbiol appl, 75, 927-938.