베타 갈 락토시다 중에서도 중합체, 올리고당 및 이차 대사 : 또한 β-D 또는 galactohydrolase 불리는, β 갈 락토시다 제는 글리코 숙성 락토 잔기 다른 분자 유형 가능한 가수 분해 효소의 패밀리에 속하는 효소이다.
이전에«lactase»로 알려진 이의 분포와 기질 역할을하는 β- 갈 락토 시드 화 올리고당 및 다당류의 분포는 매우 넓습니다. 박테리아, 곰팡이 및 효모에서 발견됩니다. 식물에서는 아몬드, 복숭아, 살구, 사과에서 흔하며 동물에서는 위와 장과 같은 기관에 존재합니다.
B- 갈 락토시다 제 효소의 구조를 그래픽으로 표현 (출처 : Wikimedia Commons를 통한 European Bioinformatics Institute의 Jawahar Swaminathan 및 MSD 직원)
가장 많이 연구 된 효소는 lacZ 유전자에 의해 암호화 된 대장균의 Lac 오페론의 효소로, 그 연구는 유전 적 오페론의 기능과 이들의 많은 규제 측면을 이해하는 데 핵심이었습니다.
현재 가장 잘 연구 된 효소 그룹에 속하며 가장 잘 알려진 기능은 락토스의 글리코 시드 결합의 가수 분해 기능입니다. 그것은 그것을 표현하는 유기체에서 필수적인 대사 기능을 수행하며 다양한 산업 목적으로도 사용됩니다.
산업 응용 분야에는 유당 불내성 환자를위한 유제품에서 유당 제거 및 다양한 갈 락토시 데이트 화합물 생산이 포함됩니다. 또한 많은 유제품의 단맛, 풍미 및 소화를 개선하는 데 사용됩니다.
형질
락토오스와 같은 갈 락토 시드 기질 외에도 알려진 대부분의 β- 갈 락토시다 아제는 마그네슘 및 나트륨과 같은 2가 금속 이온을 필요로합니다. 이것은 구조에서 이러한 금속에 대한 결합 부위의 발견으로 입증되었습니다.
자연에 존재하는 β- 갈 락토시다 아제는 작용할 수있는 다양한 pH 범위를 가지고 있습니다. 곰팡이 효소는 산성 환경 (2.5 ~ 5.4)에서 작동하는 반면 효모 및 박테리아 효소는 pH 단위 6 ~ 7에서 작동합니다.
세균성 β- 갈 락토시다 제
박테리아는 분석 된 다른 갈 락토시다 제에 비해 큰 갈 락토 가수 분해 효소를 가지고 있습니다. 이 유기체에서 동일한 효소가 세 가지 유형의 효소 반응을 촉매합니다.
-유당을 구성 단당류 인 갈락토스와 포도당으로 가수 분해합니다.
-Lac operon, eç에 속하는 유전자 발현의 긍정적 인 조절에 참여하는 이당류 인 알로 락토오스로의 락토오스의 트랜스 갈 락토 실화를 촉매합니다.
-유당과 유사한 방식으로 알로 락토스를 가수 분해합니다.
곰팡이 β- 갈 락토시다 제
균류는 다른 유기체에 속하는 효소보다 갈락토스에 의한 억제에 더 취약한 β- 갈 락토시다 제 효소를 가지고 있습니다. 그러나 열 안정성이 있으며 산성 pH 범위에서 작동합니다.
균류에서 이러한 효소에 의해 매개되는 락토스의 대사는 세포 외와 세포질로 나뉘는데, 이러한 유기체는 β- 갈 락토시다 아제를 사용하여 락토스를 세포 외로 가수 분해하고 생성물을 세포에 도입하거나 이당류를 직접 취하여 내부에서 처리 할 수 있기 때문입니다.
구조
세균성 β- 갈 락토시다 제 효소는 4 량체 효소 (4 개의 동일한 서브 유닛, AD)이며 각 모노머에는 1,000 개 이상의 아미노산 잔기가 있으며 이는 각각의 분자량이 100kDa 이상, 400 개 이상임을 의미합니다. 복합 단백질에 대한 kDa.
대조적으로 식물에서 효소는 크기가 상당히 작고 일반적으로 동일한 서브 유닛의 이량 체로 발견 될 수 있습니다.
각 단량체의 도메인은 1에서 5까지의 숫자로 구분됩니다. 도메인 3은 α / β "TIM"배럴 구조를 가지며 배럴의 C- 말단에 활성 부위를 가지고 있습니다.
효소 복합체의 활성 부위는 단량체간에 공유되는 것으로 추정되므로이 효소는 사량 체로 복합체를 형성 할 때만 생물학적으로 활성화됩니다.
그 활성 부위는 유당을 구성하는 두 개의 단당류 인 D- 포도당과 D- 갈락토오스에 결합하는 능력을 가지고 있습니다. 그것은 특히 D- 갈락토오스에 특이 적이지만 포도당에 특이 적이 지 않기 때문에 효소가 다른 갈 락토 사이드에 작용할 수 있습니다.
풍모
동물에서
인간의 장에서이 효소의 주요 기능은 음식과 함께 섭취 한 유당의 흡수와 관련이 있습니다. 이는 장의 브러시 모양 세포의 원형질막 내강쪽에 위치하기 때문입니다.
더욱이,이 효소의 리소좀 동형은 많은 당지질, 점액 다당류 및 갈 락토 시드 화 된 당 단백질의 분해에 참여하는 것으로 나타 났으며, 다양한 세포 경로에서 다양한 목적을 제공합니다.
식물에서
식물은 잎과 씨앗에 β- 갈 락토시다 아제 효소를 가지고 있습니다. 이들은 일반적으로 조류와 식물의 특징 인 갈 락토 지질의 이화 작용에서 중요한 기능을 수행합니다.
이러한 유기체에서 β- 갈 락토시다 아제는 식물 성장, 과일 숙성 과정에 참여하며, 고등 식물에서는 세포벽의 갈라 코 시드 화 된 다당류에서 갈 락토 실 잔기를 가수 분해 할 수있는 유일한 알려진 효소입니다.
산업 및 연구
유제품과 관련된 식품 산업에서 효소 β- 갈 락토시다 아제는 유제품에 존재하는 유당의 가수 분해를 촉매하는 데 사용되며, 이는 이러한 제품의 보관과 관련된 많은 결함의 원인이됩니다.
이 설탕의 가수 분해는 대부분의 상업적 우유 파생물에서 입자의 침전, 냉동 유제품 디저트의 결정화 및 "샌디"질감의 존재를 방지합니다.
산업적으로 사용되는 β- 갈 락토시다 아제는 일반적으로 곰팡이 Aspergillus sp.에서 얻지 만 효모 Kluyveromyces lactis에 의해 생성 된 효소도 널리 사용됩니다.
과학 용어로 "유당 발효"로 번역되는 β- 갈 락토시다 아제 활성은 다양한 유형의 샘플에 존재하는 그람 음성 장내 세균과의 확인을 위해 일상적으로 테스트됩니다.
또한 의학 용어로는 유당이없는 유제품 생산 및 유당 불내증 인이 우유 및 그 유도체 (요구르트, 치즈, 아이스크림, 버터, 크림 등)를 소화하는 데 사용하는 정제 제제에 사용됩니다. .
특수 지지체에이 효소를 화학적으로 고정하여 면역 분석 및 독성 분석에서 유전자 발현 분석 및 병리 진단에 이르기까지 다양한 목적을위한 "바이오 센서"또는 "바이오 마커"로 사용됩니다.
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