AMILAZE. Encimi, ki hidrolizirajo ogljikove hidrate. struktura škroba

Transcript

1 Encimi, ki hidrolizirajo ogljikove hidrate substrati: ogljikovi hidrati (škrob, celuloza, poli in oligosaharidi) encimi: glikozidaze glikozidna vez encimska specifičnost konfiguracija glikozidne vezi kemijska struktura monomernega sladkorja molekulska masa substrata (stopnja polimerizacije) transglikozilacija AMILAZE škrob amiloza (α-1,4 vez, linearni polimer) amilopektin (razvejani polimer: α-1,4 vezi, mesta razvejanja α-1,6 vezi) gelatinizacija škroba endoamilaze α-amilaze cepijo α-1,4 vez amilaze, ki cepijo α-1,6 vez amilo- 1,6- glikozidaze pululanaze izoamilaze eksoamilaze β-amilaze (rastlinske, iz m.o.), amiloglukozidaze (AMG) transglukozidaze ciklodekstrin glikozil transferaze struktura škroba α- amilaze glukoza maltoza amiloglukozidaze α- 1,6- glukozidaze β amilaze CH 2 CH 2 CH 2 H α-1,6 razvejanje CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 nereducirajoč konec H α-1,4 vez reducirajoč konec 1

2 struktura glikogena CH 2 CH 2 CH 2 H α-1,6 razvejanje CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 nereducirajoč konec H α-1,4 vez reducirajoč konec razgradnja škroba α-, β-amilaze oligosaharidi β-omejeni dekstrini škrob pululanaze linearni dekstrini dekstrini β-amilaze amiloglukozidaze maltoza glukoza α-amilaze (α-1,4 vez ) 1,4-α-D-glukan glukanohidrolaza diastaza ptalin glikogenaza endoamilaze hidrolizirajo α-1,4 vez v škrobu in glikogenu enote aktivnosti DP, DU, GAU, SKB- U, NF- U, MWU izvor: bakterije (Bacillus subtilus, B. megaterium) glive (Aspergillus oryzae, A.niger, A. awamori) pankreas (diastaza) slad 2

3 α-amilaze (α-1,6 vez ) endoamilaze amilo- 1,6- glikozidaza višji organizmi pululanaza pululan: proizvajajo glive Aureobasidium pullulans, m.o., rastline maltozil-(g 2 ) in maltozil-(g 3 ) ostanki povezani z α-1,6 vezjo cepijo amilopektine, β-dekstrine, glikogen enoverižni encim, 145 kda struktura pululana maltoza maltotrioza izoamilaza (glikogen 1,6-glukanohidrolaza) Bacillus cereus β-amilaze (α-1,4 vez) α -1,41,4 -D-glukan maltohidrolaza saharogene amilaze maltogene amilaze eksoamilaze hidrolizirajo maltozo z nereducirajočega konca odcepijo maltozo z nereducirajočega konca (α- 1,4 vezi) rastlinske β- amilaze β- amilaze iz m.o. (Bacillus cereus, B. megaterium, Streptomyces) amiloglukozidaze (AMG) (α- 1,4; α- 1,6; α- 1,3 vezi) α-1,4-glukan glukohidrolaza glukoamilaza Aspergilus niger, A. awamori, Rhizopus izoencimi AMG HM AMG LM NH 2 NH 2 eksoamilaze glikozilacijsko območje proteaza C C AMG HM AMG HM 3

4 ciklodekstrin glukoziltransferaza CGT ciklodekstrin so ciklični oligomeri 6-, 7-, 8- glukoznih molekul (α-, β-, γ- ciklodekstrini) nastanejo z delovanjem CGT na škrob ali dekstrin pomen cikodekstrinov solubilizacija lipofilnih struktur stabilizacija reaktivnih substanc fiksacija volatilnih spojin eliminacija molekul neprijetnega vonja in okusa kontrolirano sproščanje zdravil eksoamilaze reakcije na skupinah alkiliranje aciliranje derivati soli derivati ciklodekstrinov sprememba topnosti modifikacije glede kompleksiranja uvajanje skupin z določenoo vlogo (npr.kataliza) uporabnost farmacija prehrana kozmetika analitska kemija encimski modeli spremembe fizikalno-kemijskih lastnosti solubilizacija lipofilnih molekul stabilizacija reaktivnih substanc fiksacija volatilnih substanc eliminacija slabega okusa, vonja kontrlirano sproščanje zdravil, doziranje prtvorba tekoče oblike v trdno kreiranje mešanic, ki so nekompatibilne KARBIDRAZE, KI NIS AMILAZE inulinaze glikozidaze laktaze 4

5 inulinaza karbohidraze, ki niso amilaze 2,1-(1,3; 1,4)-β-D-glukan glukan-3(4) 3(4)-glukanohidrolaza inulin je polimer z β-2,1- povezanih fruktoz, na koncu verige pa je vezana saharoza kemijska hidroliza ob uporabi anorganskih soli, T ali ph do fruktoze inulinaze pomen pri dietetiki kvasovke (Candida, Aspergillus karbohidraze, ki niso amilaze glikozidaze encimi, ki cepijo glikozidno vez oligosaharidov α, β specifičnost specifičnost glede na vrsto sladkorja specifičnost glede na stopnjo polimerizacije cepitev nesladkornih elementov (amigdalin) maltaza, invertaza α- glukozidaza (maltaza) β- fruktozidaza (invertaza) β- galaktozidaza (laktaza) 5

6 maltaza (α-1,4 vez) je α-glukozidaza cepi maltozo do dveh molekul glukoze maltoza glukoza + glukoza izredno specifična na glukozo invertaza (β-1,2 vez) je β- fruktozidaza cepi saharozo do glukoze in fruktoze saharoza glukoza + fruktoza inverzija se nanaša na kot polarizirane svetlobe laktaze (β-1,4 vez) karbohidraze, ki niso amilaze β-galaktozidaze hidrolizira laktozo do galaktoze in glukoze laktoza galaktoza + glukoza pankreas, mlečne žleze 6

7 CELULAZE SUBSTRAT polisaharid struktura monomerna enota celuloza pektini β- 1,4- D- glukan poligalakturonska kislina glukoza galakturonska kislina in njeni metilni estri hemiceluloza ramnogalakturonska kislina ksilan polimer ramnoze + arabinoza, galaktoza, ksiloza, hemiceluloza ksiloza drugi polisaharidi ksiloglukan β- 1,3; β- 1,4- D- glukan galaktomanam arabinogalaktani glukuromanami polimer glukoze, ksiloza, arabinoza glukoza galaktoza, manoza oligomer galaktoza, arabinoza glukoronska kislina, manoza celulaze glive, bakterije fosforna kislina, alkalni ph sinergistično delovanje eksocelulaze (eksobiohidrolaza, celobiohidrolaza C 1 ) endocelulaze (endoglukanaza C x ) β-glukozidaze (celobiaza) Trichoderma, Aspergillus celobioza: dimer glukoze povezan z β-1,4 vez β-glukanaza (Cx) kristalinična površina amorfna površina celobiohidrolaza (C1) Cx/C1 delovanje β-glukanaza (Cx) 7

8 hemicelulaze β-glukanaze glukan (polimer glukoze, β-1,3 vez, β-1,4 vez) encimi, ki cepijo β-glukan celulaze endo 1,4-β-glukanaze endo 1,3-β-glukanaze endo 1,6-β-glukanaze hitozanaze hitin in hitozan sta kopolimera N-acetilglukozamina in glukozamina (β-1,4 vez) endohitinaze eksohitinaze hitobiaze pektinaze substrat: pektin, protopektin, pektinske kisline encimi pektinaze endo-, ekso-pligalakturonaza (PG) endopektin liaza (PTE) pektin esteraza (PE) razgradnja poteka v dveh smereh: depolimerizacije hidroliza glikozidnih vezi (PG) β-transeliminacijske reakcije (PTE) deesterifikacije (PE) ksilanaze substrat: ksilan (β- D- 1,4 ksilopiranoze) ksilan v travi in v trdem lesu (acetiliran ksilan) 1 Ara 1 Ara 1 Ara 2 Xyl Xyl 3 Xyl Xyl Xyl 2Xyl Xyl Xyl encimi endo-1,4- β ksilanaza endo-1,3- β ksilanaza ekso-1,4- β ksilanaza Aspergillus, Bacillus, Trichoderma 8