Celuláza

Celulaza

Celuláza sú enzýmy produkované hlavne hubami, baktériami a prvokmi, ktoré katalyzujú celulózu, rozklad celulózy a niektorých príbuzných polysacharidov. Názov sa tiež používa pre každú prirodzene sa vyskytujúcu zmes alebo komplex rôznych takých enzýmov, ktoré pôsobia sériovo alebo synergicky na rozklad celulózového materiálu.

Celulázy štiepia molekulu celulózy na monosacharidy („jednoduché cukry“), ako je beta-glukóza, alebo kratšie polysacharidy a oligosacharidy. Rozpad celulózy má značný ekonomický význam, pretože dáva hlavnú zložku rastlín k dispozícii na spotrebu a použitie v chemických reakciách. Špecifická zahrnutá reakcia je hydrolýza 1,4-beta-D-glykozidových väzieb v celulóze, hemicelulóze, licheníne a cereálnych beta-D-glukánoch. Pretože molekuly celulózy sa navzájom silno viažu, je celulóza v porovnaní s rozkladom iných polysacharidov, ako je škrob, pomerne náročná.

Väčšina cicavcov má iba veľmi obmedzenú schopnosť tráviť vlákniny ako je celulóza sama. U mnohých bylinožravých živočíchov, ako sú prežúvavce - dobytok a ovce, a fermentory zadného čreva, ako sú kone, sú celulázy produkované symbiotickými baktériami. Endogénne celulázy sú produkované niekoľkými druhmi metazoanských zvierat, ako sú niektoré termity, slimáky a dážďovky.

Celulázy sa nedávno našli aj v zelených mikroriasach (Chlamydomonas reinhardtii, Gonium pectorale a Volvox carteri) a ich katalytické domény (CD) patriace do rodiny GH9 vykazujú najvyššiu sekvenčnú homológiu s metazoánovými endogénnymi bunkami. Celulázy z rias sú modulárne a pozostávajú z domnelých nových na cysteín bohatých modulov viažucich sacharidy (CBM), linkerov bohatých na prolín / serín (PS), a to navyše k domnelým doménam podobných Ig a neznámym doménam u niektorých členov. Celuláza z Gonium pectorale pozostávala z dvoch CD oddelených linkermi a C-koncovým CBM.

Je známych niekoľko rôznych druhov celuláz, ktoré sa líšia štrukturálne a mechanicky. Medzi synonymá, deriváty a špecifické enzýmy spojené s názvom „celuláza“ patria endo-1,4-beta-D-glukanáza (beta-1,4-glukanáza, beta-1,4-endoglukán hydroláza, endoglukanáza D, 1,4 - (1,3,1,4) -beta-D-glukán-4-glukanohydroláza), karboxymetylceluláza (CMCase), aviceláza, celuludextrináza, celuláza A, celulóza AP, alkalická celuláza, celuláza A 3, 9,5 celuláza a kancláza SS . Enzýmy, ktoré štiepia lignín, sa príležitostne nazývali celulázy, ale toto staré použitie je zastarané; sú to enzýmy modifikujúce lignín.

Druhy celuláz

Päť všeobecných typov celuláz založených na type katalyzovanej reakcie:

Endoceluláza štiepi vnútorné väzby, a tak prerušuje kryštalickú štruktúru celulózy a spôsobuje vystavenie celulózovým polysacharidovým reťazcom.

Exoceluláza pokračuje v procese endocelulázy rozdelením koncov jednotlivých reťazcov na maximálne 4 jednotky. Takto sa objavujú disacharidy alebo tetrasacharidy, ako je celobióza.

Exocelulázy možno nájsť v 2 formách: CBHII pôsobí na neredukujúcom konci celulózy a CBHI pôsobí na redukujúcom konci.

Beta-glukozidáza alebo celobiáza obvykle hydrolyzuje už spomínanú exocelulázu a produkuje monosacharidy.

Oxidačná celuláza používa na depolymerizáciu celulózy radikálne reakcie, ako je dehydrogenáza a celobióza.

Aviceláza má takmer výlučne aktivitu exocelulázy, pretože avicel je vysoko mikrokryštalický substrát.

Aktivitou celulázy je obvykle štiepenie celulózy a jej premena na beta-glukózu. Symbiotické baktérie bylinožravcov vytvárajú túto formu celulázy. Ľudia a iné zvieratá, okrem prežúvavcov, nemôžu vytvárať celulázu. Môžu ho teda pomocou fermentácie rozložiť iba čiastočne a nie sú schopní využiť energiu z vláknitých rastlín.

Takže kedykoľvek ľudia jedia rastliny, skutočne prijímajú rastlinné bunky, vláknité bunkové steny a celulózu z nich. Pretože nie sú schopné produkovať enzým nazývaný celuláza, vlákna sú trávením strávené flórou z hrubého čreva fermentáciou. Tento konkrétny mechanizmus však rozkladá iba niektoré rastlinné vlákna. Ostatné sú vylúčené z tela. Na rozdiel od ľudí majú kravy veľké množstvo mikróbov, ktoré trávia celulózu a rozkladajú seno a trávu. Celkovú energiu teda berú iba požitím trávy.

Preto, aby ľudia správne trávili bylinky, klíčky a zeleň, potrebujú celulázu. Tento enzým je prirodzene generovaný baktériami, prvokmi a symbiotickými hubami. Môžu rozbiť celulózu. Enzýmy celulázy sa líšia podľa aktivity pH. Niektoré z nich sú prospešné pri práci v neutrálnom alebo kyslom prostredí, zatiaľ čo iné fungujú najlepšie v alkalickom prostredí.

Celulóza je skutočný sacharid, ktorý sa nachádza v bunkovej štruktúre rastlín. Hovorí sa o nej najpočetnejšou zložkou na svete, pretože je primárnou zložkou rastlín a je prijímaná mnohými organizmami. Celulóza sa v skutočnosti transformuje na beta-glukózu vďaka enzýmu celulázy.

Zdroje celulázy

Pretože ľudský organizmus nie je schopný stráviť celulózu, ľudia môžu užívať doplnky celulózy na získanie potrebnej beta-glukózy v tele. Glukóza, alebo lepšie známa ako cukor v krvi, je dôležitým zdrojom energie, ktorý udržuje ľudí v napätí. Vo vnútri žalúdka a črevných kanálov môže byť beta-glukóza mimoriadne viskózna. Pri správnom požití však znižuje absorpciu uhľohydrátov a tukov a udržuje správny cholesterol a hladinu cukru v krvi. Doplnky celulózy sa získavajú z Trichoderma viride, netoxikogénnej a nepatogénnej huby.

Enzýmy celulázy sú teda pre ľudské telo veľmi užitočné. Najskôr udržujú pod kontrolou hladinu cukru v krvi premenou celulózy na beta-glukózu. Tiež zachovávajú optimálnu hladinu cholesterolu a môžu tiež znižovať hladinu cholesterolu. Ďalšou výhodou celulázy je, že vylučuje toxické chemikálie, voľné radikály a iné škodlivé organizmy z bunkových membrán. Podporuje dokonca vývoj biofilmu v celulóze. V neposlednom rade je tento konkrétny enzým vhodný na odbúravanie niektorých prvkov nachádzajúcich sa v mikrobiálnych biofilmoch, ktoré sa nazývajú polysacharidy.

Celuláza sa široko používa na spracovanie kávy. Zatiaľ čo sa fazuľa suší, enzým hydrolyzuje celulózu. Väčšina ľudí nevie, že celuláza má aj priemyselné využitie. Je to dôležitá prísada do pracích prostriedkov, čistiacich a pracích prostriedkov. Používa sa tiež v papierenskom, textilnom a celulózovom priemysle. Tento prospešný enzým má tiež rôzne farmaceutické aplikácie. V priemysle biopalív fermentuje biomasu. Taktiež lieči fytobezoáre, celulózové bezoáre, ktoré bežne zostávajú v žalúdku.

V kombinácii s hemicelulázou, xylanázou, glukanázou a amylázou sa môže celuláza použiť na výrobu rôznych nápojov, napríklad ovocných štiav. Je tiež dôležitou zložkou alkoholických nápojov a destilátov. Navyše, keď je celuláza kombinovaná s inými enzýmami, môže sa z nej vyrobiť víno. Enzým celuláza extrahuje nepríjemné arómy a triesloviny zo šupky hrozna.

Celuláza a jej vplyv na zdravie

Od objavenia tohto cenného enzýmu sa uskutočnilo veľa štúdií s cieľom dokázať jeho skutočné zdravotné výhody. Napríklad niektoré štúdie in vitro odhalili skutočnosť, že enzým je schopný zabrániť rastu biofilmov Pseudomonas a zvýšiť ich potenciál rozpadu. Dochádza tak k detoxikácii orgánových systémov a črevného traktu, vďaka čomu sa ľudia budú cítiť lepšie a zbavia sa nepohodlia.

V jednej z týchto štúdií sa biofilm zhromaždený z Pseudomonas aeruginosa umiestnil na sklenené podložné sklíčka a pestoval sa s glukózou. Rast biofilmu sa pravidelne hodnotil jednoduchým meraním hustoty biomasy a CFU. Na vývoj biofilmu pri 7 a 5 úrovniach pH sa použili tri rôzne koncentrácie celulázy. Výsledkom bolo, že celulázový enzým zastaví tvorbu CFU a biomasy. Výsledky však záviseli od koncentrácie enzýmu. Úroveň 7 pH bola oveľa efektívnejšia ako pH5. Štúdia tiež odhalila, že molekulová hmotnosť Pseudomonas bola znížená.

Ďalšia štúdia sa uskutočnila na pacientoch, ktorí boli ošetrovaní doma. Dostali recept, ktorý obsahoval viac enzýmov vrátane celulázy. Po požití tohto konkrétneho vzorca špecialisti zistili, že majú oveľa lepšiu absorpciu bielkovín. Výsledkom bolo, že celuláza môže zlepšiť trávenie výživných látok a podporiť lepšiu výživu. Rôzne ďalšie štúdie preukázali, že celuláza môže posilňovať imunitné funkcie. O to viac je zaujímavé, že keď sa testy skončili a pacienti nepokračovali v užívaní doplnkov, všetky výhody sa zastavili. Celkovo celuláza zdôrazňuje veľa pozitívnych aspektov na ľudský organizmus. Pomáha:

  • udržiavať cholesterol na optimálnej úrovni
  • brániť vnikaniu voľných radikálov
  • rozkladať polysacharidy
  • pomáhať hladine cukru v krvi

zdroj: en.wikipedia.org, worldofenzymes.info