Beta-Glucosidase - Beta-glucosidase

β-Glucosidase
Beta-Glucosidase 3AHX.png
Die Struktur der Beta-Glucosidase A aus dem Bakterium Clostridium cellulovorans .
Identifikatoren
EG-Nr. 3.2.1.21
CAS-Nr. 9001-22-3
Datenbanken
IntEnz IntEnz-Ansicht
BRENDA BRENDA-Eintrag
ExPASy NiceZyme-Ansicht
KEGG KEGG-Eintrag
MetaCyc Stoffwechselweg
PRIAM Profil
PDB- Strukturen RCSB PDB PDBe PDBsum
Gen-Ontologie AmiGO / QuickGO

Beta-Glucosidase ist ein Enzym , das die Hydrolyse der glykosidischen Bindungen zu endständigen nicht-reduzierenden Resten in Beta-D-Glucosiden und Oligosacchariden unter Freisetzung von Glucose katalysiert.

Struktur

Beta-Glucosidase besteht aus zwei Polypeptidketten. Diese beiden Ketten sind von Natur aus chiral, was bedeutet, dass die Ketten asymmetrisch und nicht überlagerbar sind. Jede Kette besteht aus 438 Aminosäuren und bildet eine Untereinheit des Enzyms. Jede dieser Untereinheiten enthält ein aktives Zentrum. Das aktive Zentrum dient als Ort, an dem sich ein Enzym und ein Substrat binden und eine enzymatische Reaktion stattfinden kann. Das aktive Zentrum hat drei potenzielle Komponenten: die Tasche, die Spalte und den Tunnel. Die Taschenstruktur ist vorteilhaft für die Erkennung von Monosacchariden wie Glucose. Der Spalt ermöglicht die Bindung von Zuckern zu Polysacchariden. Der Tunnel ermöglicht es dem Enzym, sich an Polysaccharid zu binden und dann das Produkt freizusetzen, während es noch an den Zucker gebunden ist.

Funktion

Die Funktion des Enzyms ist die Hydrolyse verschiedener Glykoside und Oligosaccharide. Das wichtigste Oligosaccharid, mit dem Beta-Glucosidase reagiert, ist Cellulose. Cellulose ist ein Polymer, das aus Beta-1,4-verknüpften Glucosylresten besteht. Beta-Glucosidasen, Cellulasen ( Endoglucanasen ), Cellobiosidasen ( Exoglucanasen ) werden von einer Reihe von Organismen benötigt, um sie zu konsumieren. Diese Enzyme sind leistungsstarke Werkzeuge für den Abbau von Pflanzenzellwänden durch Krankheitserreger und andere Organismen, die Pflanzenbiomasse verbrauchen. Beta-Glucosidasen sind für viele Organismen unerlässlich, um eine Vielzahl von Nährstoffen zu verdauen. Dieses Enzym schließt die Doppelverdrängungsreaktion ab, was bedeutet, dass das Enzym beim Eintritt des ersten Substrats in das aktive Zentrum in eine Zwischenform umgewandelt wird, dann das Produkt freisetzt, bevor ein anderes Substrat bindet, und am Ende der Reaktion in seine ursprüngliche Form zurückkehrt. Bei der Beta-Glucosidase sind am aktiven Zentrum zwei Carboxylatreste der Glucoside Cellobiose, Cellotriose, Cellotetraose beteiligt. Der Zweck der Reaktion besteht darin, die Reste von Disaccharid-Cellobiose zu entfernen, um während der Hydrolyse von Biomasse Glucose zu erzeugen. Je nachdem, was das Enzym mit dem Endprodukt reagiert, handelt es sich um ein oder zwei Glucosemoleküle.

Menschen

Der Mensch ist nicht in der Lage, Zellulose aus Pflanzenzellen zu verdauen. Dies liegt daran, dass das Enzym im menschlichen Magen nicht vorhanden ist, da der optimale pH-Wert 5,6 beträgt, während der pH-Wert des menschlichen Magens sauer ist (zwischen 1,5 und 3,5). Der Mensch benötigt jedoch Beta-Glucosidase, Lysosomale β-Glucosidase, da sie eine wichtige Rolle beim Abbau von Glykosphingolipiden spielt. Das Enzym spaltet Glucosylceramid in Ceramid und Glucose auf. Tritt eine Akkumulation auf, führt dies zum Morbus Gaucher . Die Ansammlung von Fettstoffen kann zu Knochenschwäche, Leberschäden, Vergrößerung und Funktionsbeeinträchtigung der Milz führen.

Haubenhai

Haubenhaie kommen in tropischen und subtropischen Gewässern vor und leben in Flussmündungen mit schlammigen oder sandigen Böden, die reich an Seegras sind. Sie galten früher als reine Fleischfresser. Es war bekannt, dass Bonnethead Seegras konsumierte, aber es wurde als Nebensache angesehen und als nicht hilfreich für den Hai abgetan. Neuere Studien über den Hinterdarm des Hais haben jedoch ergeben, dass dieser eine hohe Aktivität von Beta-Glucosidase aufweist. Während des Verdauungsprozesses des Haubenhais schwächt der saure Magen die Zellwände des Seegrases und ermöglicht der Beta-Glucosidase, in die Zelle einzudringen und die Zellulose zu verdauen. Das Aktivitätsniveau liegt auf dem Niveau des Monkeyface Aals . Der Monkeyface-Aal ist ein Pflanzenfresser, was bedeutet, dass der Haubenkopf in der Lage ist, die gleiche Verdauungsaktivität wie ein Pflanzenfresser durchzuführen. Daher wird der Haubenhai heute als Allesfresser eingestuft.

Weihnachtsinsel Rote Krabbe

Die rote Weihnachtsinsel-Krabbe ist eine Krabbenart, die ausschließlich auf der Weihnachtsinsel im Indischen Ozean beheimatet ist. Landkrabben wie diese besitzen mehrere Sorten von Beta-Glucosidase, da sie terrestrische Pflanzenfresser sind. Im Fall der Weihnachtsinsel produziert die Beta-Glucosidase der Roten Krabbe nicht nur Glukose, sondern baut auch Cellobiose ab. Dies ist wichtig, da Cellobiose ein Inhibitor für eine Reihe von Enzymen ist, einschließlich Endo-β-1,4-Glucanase und Cellobiohydrolase. Beta-Glucosidase ist auch in der Lage, kleine Oligomere zu hydrolysieren, die von anderen Enzymen ohne die Hilfe eines Zwischenenzyms produziert werden. Dies wiederum macht Beta-Glucosidase zu einem sehr effizienten Enzym nicht nur im Verdauungstrakt der roten Weihnachtsinsel-Krabbe, sondern auch in anderen Krebstieren.

Synonyme

Synonyme, Derivate und verwandte Enzyme schließen gentiobiase , Cellobiase , Emulsin , elaterase , aryl-beta-Glukosidase , beta-D-Glukosidase , beta-glucosid glucohydrolase , arbutinase , amygdalinase , p-Nitrophenyl - beta-Glucosidase , -Primeverosidase , amygdalase , linamarase , Salicilinase und Beta-1,6-Glucosidase .

Glucosidase, Beta, Säure 3 (zytosolisch)
Identifikatoren
Symbol GBA3
Alt. Symbole CBGL1, KLRP
NCBI-Gen 57733
HGNC 19069
OMIM 606619
RefSeq NM_020973
UniProt Q9H227
Andere Daten
EG-Nummer 3.2.1.21
Ort Chr. 4 p15.31

Siehe auch

Verweise

Externe Links