글루코스 옥시 다제 또한 β-D- 글루코스으로 알려진 산소 1 산화 환원 효소, 글루코스 -1- 옥시 다제 글루코즈 옥시 다제 또는 단순히 글루코스 β-D-D의 제조 - 글루 코노 락톤의 산화에 대한 책임 산화 환원 효소 효소이며 과산화수소.
1920 년대 후반에 곰팡이 Aspergillus niger의 추출물에서 발견되었습니다. 과산화수소의 영구적 인 생산은 촉매 작용으로 인해 병원성 진균과 박테리아에 대한 방어에 중요한 기능을하는 곰팡이와 곤충에서 그 존재가 입증되었습니다.
효소 Glucose Oxidase의 구조 도식 (Source Arcadian, via Wikimedia Commons)
오늘날, 포도당 산화 효소는 특히 Aspergillus와 Penicillium 속의 다양한 곰팡이 공급원에서 정제되었습니다. 다른 기질을 사용할 수 있지만 β-D-glucose의 산화에는 매우 선택적입니다.
낮은 생산 비용과 뛰어난 안정성으로 인해 산업 및 상업 분야에서 여러 용도로 사용됩니다.
이러한 의미에서,이 효소는 식품 생산 산업과 화장품, 제약 및 임상 진단에서 첨가제뿐만 아니라 다양한 용액 및 체액에 대한 바이오 센서 및 / 또는 분석 시약으로 사용됩니다.
형질
포도당 산화 효소는 분자 산소를 전자 수용체로 사용하여 포도당, D- 글루 코노 -δ- 락톤 및 과산화수소를 생성하는 구형 플라 보 단백질입니다.
세포 시스템에서 생성 된 과산화수소는 효소 카탈라아제에 의해 소비되어 산소와 물을 생성 할 수 있습니다. 차례로 일부 유기체에서는 D- 글루 코노 락톤이 글루 콘산으로 가수 분해되어 다른 기능을 수행 할 수 있습니다.
지금까지 설명한 포도당 산화 효소 효소는 단당류와 다른 종류의 화합물을 산화시킬 수 있지만 이전에 논의한 바와 같이 D- 포도당의 β 아노 머에 대해 매우 특이 적입니다.
산성 pH 범위 (3.5 ~ 6.5)에서 작동하며 미생물에 따라이 범위는 상당히 다를 수 있습니다. 또한 곰팡이 포도당 산화 효소는 오르토 포스페이트에 결합 된 세 가지 유형의 단백질 중 하나입니다.
다른 생물학적 촉매와 마찬가지로 이러한 효소는은, 구리 및 수은 이온, 히드라진 및 히드 록실 아민, 페닐 히드라진, 중 황산나트륨 등을 포함한 다른 분자에 의해 억제 될 수 있습니다.
구조
포도당 산화 효소는 각각 80kDa의 두 개의 동일한 단량체가있는 이량 체 단백질로, 동일한 유전자에 의해 암호화되고, 두 개의 이황화 가교에 의해 공유 적으로 연결되며, 그 역동 성은 효소의 촉매 메커니즘에 관여합니다.
유기체에 따라 동종이 량체의 평균 분자량은 130 ~ 175kDa로 다양하며, 각 단량체에는 비공유 결합을 통해 촉매 작용 동안 전자 수송 체 역할을하는 조효소 인 플라 빈 아데닌 뉴클레오티드 (FAD)가 부착됩니다. .
단량체의 구조
자연에서 발견되는 다른 포도당 산화 효소의 단량체 분석은 두 가지 다른 영역 또는 도메인으로 나뉘어져 있음을 보여줍니다. 하나는 FAD에 결합하고 다른 하나는 포도당에 결합합니다.
FAD 결합 도메인은 β- 접힌 시트로 구성되고 포도당 결합 도메인은 여러 개의 반 평행 β- 접힘 시트를 지원하는 4 개의 알파 나선으로 구성됩니다.
글리코 실화
A. niger 효소를 사용하여 수행 된 첫 번째 연구는이 단백질이 아미노 당으로 구성된 신선한 중량의 20 %를 가지고 있고 또 다른 16-19 %가 탄수화물에 해당하며 80 % 이상이 만노스 잔기임을 확인했습니다. N- 또는 O- 글리코 시드 결합에 의해 단백질에 부착됩니다.
이러한 탄수화물이 촉매 작용에 필수적인 것은 아니지만, 이러한 당질 잔류 물을 제거하거나 제거하면 단백질의 구조적 안정성이 감소한다는보고가 있습니다. 이것은 탄수화물의 "층"이 그것에 부여하는 프로테아제에 대한 용해도와 저항성 때문일 수 있습니다.
풍모
논의 된 바와 같이 균류 및 곤충에서 포도당 산화 효소는 과산화수소의 영구적 인 생산을 통해 산화 스트레스의 지속적인 원천을 유지함으로써 병원성 진균 및 박테리아에 대한 필수적인 방어 기능을 수행합니다.
포도당 산화 효소 효소의 다른 일반적인 기능에 대해 이야기하는 것은 그렇게 간단하지 않습니다. 예를 들어, 꿀벌에서는 하인두 선에서 타액으로 분비되는 것이 꿀 보존에 기여합니다.
다른 곤충에서는 수명주기의 단계에 따라 섭취 한 음식의 소독과 식물의 방어 시스템 억제 (예 : 식물성 곤충의 경우)에 작용합니다.
많은 균류에서 이것은 리그닌의 분해를 촉진하는 과산화수소 형성에 중요한 효소입니다. 차례로, 다른 유형의 곰팡이에 대해서는 단순히 항균 및 항진균 방어 시스템입니다.
업계의 기능
산업 분야에서 포도당 산화 효소는 여러 가지 방법으로 이용되어 왔으며, 그중에서 다음을 지정할 수 있습니다.
-식품 가공시 첨가제로 사용되며 식품의 항산화 제, 방부제 및 안정제 역할을합니다.
-항균제 역할을하는 유제품 유도체의 보존.
-난분 생산시 포도당 제거 및 미생물 증식을 방지하는 과산화수소 생산에 사용됩니다.
-저 알코올 와인 생산에도 유용합니다. 이것은 발효에 사용되는 주스에 존재하는 포도당을 소비하는 능력 때문입니다.
-포도당 산화 효소에 의해 촉진되는 반응의 2 차 산물 중 하나 인 글루 콘 산은 섬유 염색, 금속 표면 세척, 식품 첨가물, 세제 첨가제, 심지어 의약품 및 화장품에도 활용됩니다.
포도당 센서
특정 지지체에 효소 포도당 산화 효소의 고정화를 기반으로 한 다양한 조건에서 포도당 농도를 조사하는 다양한 테스트가 있습니다.
이 효소를 바이오 센서로 사용하는 세 가지 유형의 분석이 산업에서 설계되었으며 이들 간의 차이점은 포도당 및 / 또는 산소 소비량 감지 시스템 또는 과산화수소 생산과 관련이 있습니다.
식품 산업에서의 유용성 외에도 포도당 바이오 센서는 혈액 및 소변과 같은 체액의 포도당 양을 결정하는 데 이용됩니다. 이들은 일반적으로 병리학 적 및 기타 생리 학적 상태를 감지하기위한 일상적인 검사입니다.
참고 문헌
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