Caratteristiche del glucosio ossidasi, struttura, funzioni

IL glucosio ossidasi, Conosciuto anche come β-D-glicosio: ossigeno-1-ossidoraduttasi, glucosio-1-ossidasi o semplicemente glucosio ossidasi, è un enzima ossidarereduttasi responsabile dell'ossidazione del β-D-glicosio.

Fu scoperto alla fine degli anni '20 negli estratti di funghi Aspergillus Niger. La sua presenza è stata dimostrata nei funghi e negli insetti, in cui la produzione permanente di perossido di idrogeno, dalla sua azione catalitica, ha importanti funzioni in difesa contro funghi patogeni e batteri.

Schema della struttura dell'enzima di glucosio ossidasi (fonte arcadiana, tramite Wikimedia Commons)

Al momento, il glucosio ossidasi è stato purificato da molte diverse fonti fungine, in particolare dai generi Aspergillus E Penicillium. Sebbene possa utilizzare altri substrati, è abbastanza selettivo per l'ossidazione di β-D-glicose.

Ha molteplici profitti in contesti industriali e commerciali, che è dovuto al suo basso costo di produzione e alla grande stabilità.

In questo senso, questo enzima viene utilizzato sia nel settore della produzione alimentare che in cosmetologia, nella diagnosi farmacista e clinica, non solo come additivo, ma come reagente biosensore e/o analitico di diverse soluzioni e fluidi corporei.

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Caratteristiche

Il glucosio ossidasi è una flavoproteina globulare che utilizza ossigeno molecolare come accettore di elettroni per produrre, dal glucosio, dal glycon-Δ-latino e dal perossido di idrogeno.

In un sistema cellulare, il perossido di idrogeno prodotto può essere consumato dall'enzima della catlasi per produrre ossigeno e acqua. A loro volta, in alcuni organismi, D-gluconolattone viene idrolizzato in acido gluconico, che può esercitare diverse funzioni.

Gli enzimi di glucosio ossidasi descritti finora sono in grado di ossidare i monosaccaridi e altri tipi di composti, tuttavia e, come precedentemente commentato, sono abbastanza specifici per l'anomero β D-glicosio.

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Funzionano in gamme di pH acido, da 3.5 a 6.5 e, a seconda del microrganismo, questa gamma può variare considerevolmente. Inoltre, il glucosio ossidasi fungino è uno dei tre tipi di proteine ​​che sono attaccate agli ortofosfati.

Come altri catalizzatori biologici, questi enzimi possono essere inibiti da diverse molecole, tra cui argento, rame e mercurio, idrazina e idrossilammina, fenilidrazina, bisolfato di sodio, tra gli altri.

Struttura

Il glucosio ossidasi è una proteina dimica con due monomeri identici di 80 kDa ciascuno, codificata dallo stesso gene, unita covalentemente da due ponti disulfur e il cui dinamismo è coinvolto nel meccanismo catalitico dell'enzima.

A seconda del corpo, il peso molecolare medio dell'omodimero.

Struttura monomerica

L'analisi dei monomeri di diversa glucosio ossidasi trovato in natura rivela che questi sono divisi in due diverse regioni o domini: uno che si lega alla FAD e in un altro che si lega al glucosio.

Il dominio dell'Unione FAD è composto da fogli β placcati, mentre la giunzione del glucosio ha maste.

Glicosilazione

I primi studi condotti dall'enzima di A. Niger Stabiliscono che questa proteina ha il 20% del suo peso fresco composto da aminoazúces e che un altro 16-19% corrisponde ai carboidrati, di cui oltre l'80% sono rifiuti legati a mano alle proteine ​​mediante collegamenti per collegamenti N- O O-glicosidico.

Sebbene questi carboidrati non siano essenziali per la catalisi, ci sono segnalazioni che indicano che l'eliminazione o la rimozione di questi rifiuti zuccherati riduce la stabilità strutturale della proteina. Ciò può essere dovuto alla solubilità e alla resistenza contro le proteasi che questo strato di carboidrati lo dà.

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Funzioni

In funghi e insetti, come discusso, il glucosio ossidasi svolge una funzione essenziale della difesa contro i funghi e i batteri patogeni mantenendo una fonte costante di stress ossidativo mediante la produzione permanente di perossido di idrogeno.

Parlare di altre funzioni generali dell'enzima di glucosio ossidasi non è così semplice, poiché ha profitti molto particolari nei diversi organismi che lo esprimono. Nelle api, ad esempio, la sua secrezione dalle ghiandole ipofaringei verso la saliva contribuisce alla conservazione del miele.

In altri insetti, a seconda dello stadio del ciclo di vita, funziona nella disinfezione del cibo ingerito e nella soppressione dei sistemi di difesa delle piante (quando si tratta di insetti fitofagi, per esempio).

Per molti funghi, questo è un enzima cruciale per la formazione di perossido di idrogeno che promuove la degradazione della lignina. A sua volta, per un altro tipo di funghi è semplicemente un sistema di difesa antibatterica e antifungina.

Funzioni nel settore

Nel campo industriale, il glucosio ossidasi è stato sfruttato in molti modi, tra i quali può essere specificato:

- Come additivo durante la lavorazione degli alimenti, dove funziona come antiossidante, conservante e stabilizzatore dei prodotti alimentari.

- Nella conservazione dei derivati ​​da latte, dove lavora come agente antimicrobico.

- Viene utilizzato durante la produzione di polvere di uova per l'eliminazione del glucosio e la produzione di perossido di idrogeno che impedisce la crescita dei microrganismi.

- Ha anche utilità nella produzione di vini bassi in alcol. Ciò è dovuto alla sua capacità di consumare il glucosio presente nei succhi utilizzati per la fermentazione.

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- L'acido gluconico, uno dei prodotti secondari della reazione catalizzata dal glucosio ossidasi, è anche sfruttato per la colorazione tessile, pulizia delle superfici dei metalli, come additivo alimentare, come additivo nei detergenti e persino nei farmaci e.

Sensori di glucosio

Esistono diversi test per censurare la concentrazione di glucosio in diverse condizioni che si basano sull'immobilizzazione dell'enzima di glucosio ossidasi in un determinato supporto.

Nel settore sono stati progettati tre tipi di studi che utilizzano questo enzima come biosensore e le differenze tra loro sono relative al sistema di rilevamento del consumo di glucosio e/o ossigeno o la produzione di perossido di idrogeno.

Oltre alla sua utilità nell'industria alimentare, i biosensori del glucosio sono sfruttati per la determinazione della quantità di glucosio nei fluidi corporei come il sangue e le urine. Questi sono di solito studi di routine per il rilevamento di condizioni patologiche e altre condizioni fisiologiche.

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