セルロビアーゼ

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導入

セルロビアーゼ（β-グルコシダーゼとも呼ばれる）は、セルロビオースを加水分解して2分子のグルコースを生成し、エンドグルカナーゼおよびエクソグルカナーゼの加水分解を大いに促進し、セルロース酵素系の全体的な加水分解を加速し、セルロースのより完全な加水分解を促進します。セルロビアーゼはセルラーゼのクラスに属し、セルロリティック酵素ファミリーの重要な成分であり、末端の非還元結合に結合したβ-D-グルコース結合を加水分解する能力を持ち、β-D-グルコースと対応するリガンドを放出します。

図1. セルロビアーゼの構造。

構造

セルロビアーゼは2つのポリペプチド鎖から構成されています。各鎖は438個のアミノ酸からなり、酵素のサブユニットを形成します。これらのサブユニットのそれぞれには活性部位が含まれています。活性部位には、ポケット、裂け目、トンネルの3つの潜在的な構成要素があります。ポケット構造は、グルコースのような単糖の認識を促進します。裂け目は、糖が結合して多糖を形成することを可能にします。トンネルは、酵素が多糖に付着し、糖に付着したまま生成物を放出することを可能にします。

β-グルコシダーゼ阻害剤のスクリーニング

セルロビアーゼは、糖尿病、エイズ、転移性癌、リソソーム蓄積病などのさまざまな疾患の病因に関与しています。したがって、効率的なβ-グルコシダーゼ阻害剤のスクリーニングは、特定の代謝プロセスをブロックすることによって酵素の生命システムにおける重要な機能を明らかにするだけでなく、関連疾患の治療のための有望な治療アプローチを提供することができます。セルロビアーゼ阻害剤は、阻害因子によるβ-グルコシダーゼ触媒基質加水分解反応の阻害度によってスクリーニングされます。

機能

セルロビアーゼの機能は、さまざまなグリコシドおよびオリゴ糖の加水分解を行うことです。最も重要なオリゴ糖であるβ-グルコシダーゼはセルロースと反応します。セルロビアーゼは、多くの生物がこの酵素を消費して二重置換反応を完了するために必要であり、これは最初の基質が活性部位に入るときに酵素が中間体の形になることを意味し、その後他の基質が結合する前に生成物を放出し、反応の最後に元の形に戻ることを意味します。β-グルコシダーゼの場合、活性部位にはグルコシド、セルロビオース、セルロトリオース、セルロテトラオースの2つのカルボン酸残基が関与しています。反応の目的は、バイオマスの加水分解中に二糖セルロビオースから残基を除去してグルコースを生成することです。酵素と最終生成物の反応に応じて、1または2分子のグルコースになります。

セルロビアーゼアッセイ

• 分光光度法

ほとんどの無機化合物、有機化合物およびタンパク質は、紫外線または可視領域で特有の光吸収を持っているか、特定の吸収を持つ特定の誘導体に変換されることができます。

• 蛍光法

蛍光法は、特定の分子が外部放射によってエネルギーを吸収した後、基底状態から励起状態に変換され、励起された分子が基底状態に戻るときの発光を指します。

• 電気化学的方法

セルロビアーゼが基質の加水分解を触媒することにより、一般的にグルコース分子が生成されます。電気化学的方法は、より良い精度、精密さ、再現性、安定性、耐久性および選択性の利点があります。

• 試薬キット法

セルロビアーゼが触媒する基質の加水分解からのグルコース生成は、市販のグルコースキットによって定量化でき、これはテストされるサンプルにおけるセルロビアーゼの活性をグルコース含量に基づいて特徴づけます。

結論

セルロビアーゼは、食品産業、バイオ燃料および医療検査において重要な応用があります。私たちは、セルロビアーゼ活性の測定およびその構造と機能に関する一般的な方法を説明しました。セルロビアーゼが生物の一次および二次代謝活動の両方において重要な役割を果たすため、セルロビアーゼが生命活動およびさまざまな生理機能に与える影響をさらに分析することが重要です。