Caractéristiques inversées, structure, fonctions

La inversé, Également connu sous le nom d'hydrolyse de fruct β-fructofuranoside, il s'agit d'une enzyme de glycosil très abondante dans la nature. Il est capable d'hydrolyzer la liaison glucosidique entre les deux monosaccharides qui composent du saccharose, produisant le glucose et les sucres de fructose "inversé".

Il est présent dans les micro-organismes, les animaux et les plantes, cependant, les enzymes les plus étudiées sont celles de l'origine végétale et des bactéries et des levures, car ils ont servi de modèle pour de nombreuses études cinétiques pionnières dans le domaine de l'enzyméologie.

Structure moléculaire de l'enzyme inversée des plantes (Source: Jawahar Swaminathan et MSD Staff à l'Institut européen de bioinformatique [Domaine public] via Wikimedia Commons)

Invert participait à une réaction catalytique qui permet la libération de déchets de glucose qui, selon les besoins physiologiques de l'organisme où il est exprimé, peut être utilisé pour obtenir l'ATP et le NADH. Cela parvient à synthétiser les polysaccharides de stockage dans différents organites ou tissus, entre autres.

Ce type d'enzyme participe également au contrôle de la différenciation et du développement cellulaire, car ils sont capables de produire des monosaccharides qui, dans les plantes, ont également des fonctions importantes dans la régulation de l'expression des gènes.

Ils se trouvent généralement dans la peau des fruits de la vigne, dans les pois, dans les plantes de poirie japonaises et dans la farine d'avoine. Bien que les enzymes les plus exploitées commercialement soient celles des levures telles que S. cerevisiae et ceux de certains types de bactéries.

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Caractéristiques

De nature, différentes formes d'inverses peuvent être trouvées et cela dépend principalement de l'organisme considéré. Les levures, par exemple, ont deux types d'inverses: un intracellulaire ou cytosolique et un autre extracellulaire ou périplasmique (entre la paroi cellulaire et la membrane plasmique).

Dans les bactéries, les inversées fonctionnent dans l'hydrolyse du saccharose, mais face à des concentrations élevées de ce substrat, elles présentent également une activité fructosyltransférase, car elles sont capables de transférer les déchets fructosyle dans le saccharose.

Étant donné que ces enzymes peuvent fonctionner dans des gammes de pH très larges, certains auteurs ont proposé qu'ils puissent être classés comme:

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- Acides (pH entre 4.5 et 5.5)

- Neutre (pH près de 7) 

- Alcalin (pH entre 6.5 et 8.0).

Des alcalins inversés ont été signalés dans la plupart des plantes et des cyanobactéries, tandis que les bactéries ont actif inversé au pH et au pH alcalin.

Inverses de légumes

Dans les plantes, il existe trois types d'enzymes inversées, qui sont situées dans différents compartiments subcellulaires et qui ont différentes caractéristiques et propriétés biochimiques.

De même, les fonctions de chaque type de décrit inversé sont différentes, car elles «dirigent» apparemment les disaccharides de saccharose à des routes cellulaires spécifiques dans la plante.

Ensuite, selon leur emplacement subcellulaire, les inversions de légumes peuvent être:

- Inverses vacuolaires

- Inverses extracellulaires (sur la paroi cellulaire)

- Invertit cytosolique.

Les inverses vacuolaires existent sous forme de deux isoformes solubles et acides dans la lumière de la vacuola, en attendant que les inverses "extracellulaires" sont des protéines membranaires périphériques, associées à la membrane plasmique par interactions ioniques.

Étant donné que les inverses vacuolaires et extracellulaires catalysent l'hydrolyse du saccharose en commençant par les résidus de fructose, ceux-ci ont été appelés β-fructofuranosidases et il a été démontré qu'ils agissent également sur d'autres oligosaccharides qui contiennent des résidus de β-fructose, c'est-à-dire qu'ils ne sont pas spécifiques.

L'autre type d'inverses de légumes est celle des inversions cytosoliques, qui existent également sous forme de deux isoformes neutres / alcalines. Ceux-ci sont spécifiques au saccharose et n'ont pas été aussi étudiés que les deux autres.

Structure

La plupart des inverses décrites jusqu'à présent ont Dimicr et même des formes multimériques. Les seuls inversés monomères connus sont les bactéries et, dans ces organismes, ils ont entre 23 et 92 kDa.

Les inverses vacuolaires et extracellulaires des plantes ont des poids moléculaires entre 55 et 70 kDa et la plupart sont n-glycosylées. Ce qui est vrai pour la plupart des inverses extracellulaires trouvées dans la nature, qui sont associées à la face externe de la membrane plasmique.

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L'isoenzyme des levures a des poids moléculaires un peu plus élevés, car ils se situent entre 135 et 270 kDa.

D'autres études menées avec des enzymes bactériennes ont également montré que ces enzymes ont un centre catalytique riche en structures complétées par β.

Les fonctions

Selon l'organisme où ils sont exprimés, les enzymes inversées peuvent remplir de nombreuses fonctions fondamentales, en plus du transport du sucre et de l'hydrolyse du saccharose à leurs monosaccharides constitutifs. Cependant, les fonctions naturelles les plus examinées sont des plantes.

Fonctions métaboliques des plantes inversées

Le saccharose, qui est un substrat pour l'enzyme inversé, est l'un des sucres qui se produit dans les plantes pendant la photosynthèse, après la réduction du dioxyde de carbone, en présence de lumière, pour former des glucides et de l'eau.

Ces glucides sont la principale source d'énergie et de carbone des tissus végétaux non photosynthétiques et doivent être transportés de manière vasculaire à travers le phloème et des feuilles, qui sont les principaux organes photosynthétiques.

Selon l'investissement qui participe, les résidus de glucose et de fructose obtenus à partir de l'hydrolyse de ce saccharose sont destinés à différentes voies métaboliques, où ils sont le carburant essentiel pour produire de l'énergie sous forme d'ATP et réduisant la puissance sous forme de NADH.

Autres fonctions importantes dans les plantes

En plus d'être crucial pour obtenir l'énergie métabolique, les légumes participent au contrôle de l'osmorégulation et à la croissance et à l'allongement des cellules végétales.

Ceci est le produit de l'augmentation de la pression osmotique générée par l'hydrolyse du saccharose, qui génère deux nouvelles molécules osmotiquement actives: le glucose et le fructose.

Si une revue bibliographique est faite, ce sera facile.

Il a été établi qu'inversé est le lien entre la dégradation des glucides et les réponses des agents pathogènes, car cette enzyme fournit des sucres qui augmentent l'expression des gènes inductibles au sucre, qui sont généralement liés à l'expression de protéines liées aux agents pathogènes (PR, anglais Lié aux agents pathogènes).

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Exploitation industrielle du micro-organisme inversé

Depuis sa découverte, la réaction catalysée par celles inversées a été exploitée industriellement dans de nombreux secteurs du commerce, notamment l'industrie de la bière ou le boulanger.

Dans la zone alimentaire, ceux inversés sont utilisés pour la préparation de gelées et de confitures, de bonbons, de couvertures liquides ou farcies de biscuits et de chocolats. De plus, l'une de ses applications les plus populaires est celle de la production de sirop, car elles ont une teneur en sucre plus élevée, mais elles ne sont pas susceptibles de cristallisation.

Dans l'industrie pharmaceutique, ils sont utiles pour la préparation des sirops contre la toux et des comprimés d'aide digestive, ainsi que pour la synthèse des probiotiques et des prébiotiques, des aliments pour bébés et des formulations d'aliments pour animaux (en particulier pour les bovins et les abeilles).

Ils ont également été utilisés dans l'industrie du papier, pour la fabrication de cosmétiques, pour la production d'alcool éthylique et d'acides biologiques tels que l'acide lactique et d'autres. Les légumes inversés sont également exploités pour la synthèse naturelle des frottements.

Les références

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