kitinaz - Chitinase

Arpa tohumlarından kitinaz
kitinaz
tanımlayıcılar
AB numarası 3.2.1.14
veritabanları
IntEnz IntEnz görünümü
BRENDA BRENDA girişi
ExPASy NiceZyme görünümü
fıçı Fıçı girişi
MetaCyc metabolik yol
PRİAM profil
PDB yapıları RCSB PDB PDBe PDB toplamı
kitinaz, asidik
tanımlayıcılar
Sembol ÇİA
NCBI geni 27159
HGNC 17432
OMIM 606080
Referans Sırası NM_001040623
UniProt Q9BZP6
Diğer veri
yer Chr. 1 p13.1-21.3
kitinaz 1 (kitotriosidaz)
tanımlayıcılar
Sembol CHIT1
NCBI geni 1118
HGNC 1936
OMIM 600031
Referans Sırası NM_003465
UniProt Q13231
Diğer veri
yer Chr. 1 q31-q32

Kitinazlar ( kitodekstrinaz , 1,4-beta-poli-N-asetilglukozaminidaz , poli-beta-glukozaminidaz , beta-1,4-poli-N-asetil glukozamidinaz , poli[1,4-(N-asetil-beta-D-) glukozaminid)] glikanohidrolaz , (1->4)-2-asetamido-2-deoksi-beta-D-glukan glikanohidrolaz ), kitin içindeki glikozidik bağları parçalayan hidrolitik enzimlerdir .

Kitin bir parçası olduğu için , hücre duvarlarının bir mantar ve dış iskelet (dahil olmak üzere bazı hayvan elemanları yumuşakçalar ve eklem bacaklıların ), kitinazlar, genel olarak, ya gerek kendi kitin şekillendirmek veya çözülür ve mantar veya hayvan kitin sindirimi bu organizmalarda bulunmaktadır.

Tür dağılımı

Kitinivor organizmalar, patojenik veya detritivor olabilen birçok bakteriyi ( diğerlerinin yanı sıra Aeromonads , Bacillus , Vibrio ) içerir . Canlı eklembacaklılara , zooplanktonlara veya mantarlara saldırırlar veya bu organizmaların kalıntılarını bozabilirler.

Coccidioides immitis gibi mantarlar, detritivorlar olarak rolleri ve ayrıca eklembacaklı patojenleri olarak potansiyelleri ile ilgili degradatif kitinazlara da sahiptir.

Kitinazlar bitkilerde de mevcuttur (arpa tohumu kitinazı : PDB : 1CNS ​, EC 3.2.1.14 ); bunlardan bazıları, sistemik kazanılmış direncin bir parçası olarak indüklenen patogenezle ilgili (PR) proteinlerdir . Ekspresyona, her ikisi de mantar ve böcek saldırısına karşı dirençle ilgili olan NPR1 geni ve salisilik asit yolu aracılık eder. Mantar simbiyozları oluşturmak için başka bitki kitinazlar gerekli olabilir.

Memeliler kitin üretmese de, iki fonksiyonel kitinaza, Kitotriosidaz (CHIT1) ve asidik memeli kitinaz (AMCase) ve ayrıca yüksek dizi benzerliğine sahip ancak kitinaz aktivitesi olmayan kitinaz benzeri proteinlere ( YKL-40 gibi ) sahiptirler.

sınıflandırma

  1. Endokitinazlar ( EC 3.2.1.14 ) kitini kitin mikrofibrilinin iç bölgelerinde rasgele bölerek çözünür, düşük moleküler kütleli multimer ürünleri oluşturur. Multimer ürünleri arasında di-asetilkitobiyoz, kitotrioz ve çitotetraoz bulunur ve dimer baskın ürün olur.
    Endokitinaz, kitinin multimer ürünlerine parçalanmasını sağlar.
  2. Ekzoşitinazlar ayrıca iki alt kategoriye ayrılmıştır:
    1. Kitobiyosidazlar ( EC 3.2.1.29 ), kitin mikrofibrilinin indirgeyici olmayan ucunda etki ederek dimer, di- asetilkitobiyozu kitin zincirinden birer birer serbest bırakır. Bu nedenle, bu reaksiyonda monosakkaritler veya oligosakkaritler salınımı yoktur .
    2. β-1,4- N - asetilglukozaminidazlar ( EC 3.2.1.30 ), di-asetilkitobiyoz, kitotrioz ve çitotetraoz gibi multimer ürünlerini N- asetilglukozamin (GlcNAc) monomerlerine böler .
Ekzoşitinaz, kitini kitobiyosidaz yoluyla dimerlere ve β-1,4 N-asetilglukosaminidaz yoluyla monomerlere ayırır.

Kitinazlar ayrıca amino asit dizilerine göre sınıflandırıldı, çünkü bu, bu enzimlerin birbirleriyle evrimsel ilişkilerini anlamada daha yardımcı olacaktır. Bu nedenle kitinazlar üç aileye ayrıldı : 18 , 19 ve 20 . 18 ve 19 numaralı ailelerin her ikisi de virüsler, bakteriler, mantarlar, böcekler ve bitkiler dahil olmak üzere çeşitli farklı organizmalardan gelen endokitinazlardan oluşur. Bununla birlikte, aile 19 esas olarak bitki kitinazlarından oluşur. Aile 20, N- asetilglukozaminidaz ve benzer bir enzim olan N -asetilheksosaminidaz içerir .

Ve kitinazların gen dizileri bilindiği için dizilerine göre altı sınıfa ayrıldılar. Kitinaz sınıflarını belirleyen özellikler, N-terminal dizisi, enzimin lokalizasyonu, izoelektrik pH , sinyal peptidi ve indükleyicilerdir .

Sınıf I kitinazlar, sisteinden zengin bir N-terminaline, lösin veya valinden zengin sinyal peptidine ve vakuolar lokalizasyona sahipti . Daha sonra, Sınıf I kitinazlar asidik veya bazik doğalarına göre sırasıyla Sınıf Ia ve Sınıf Ib olarak alt bölümlere ayrıldılar. Sınıf 1 kitinazların sadece bitki kitinazlarını ve çoğunlukla endokitinazları içerdiği bulundu.

Sınıf II kitinazlar, sistein açısından zengin N-terminaline sahip değildi, ancak Sınıf I kitinazlara benzer bir diziye sahipti. Sınıf II kitinazlar bitkilerde, mantarlarda ve bakterilerde bulunur ve çoğunlukla ekzoşitinazlardan oluşur.

Sınıf III kitinazlar, Sınıf I veya Sınıf II'deki kitinazlara benzer dizilere sahip değildi.

Sınıf IV kitinazlar, immünolojik özellikler de dahil olmak üzere, Sınıf I kitinazlar ile benzer özelliklere sahipti. Bununla birlikte, Sınıf IV kitinazlar, Sınıf I kitinazlara kıyasla boyut olarak önemli ölçüde daha küçüktü.

Sınıf V ve Sınıf VI kitinazlar iyi karakterize edilmemiştir. Bununla birlikte, bir Sınıf V kitinaz örneği, art arda iki kitin bağlama alanı gösterdi ve gen dizisine dayalı olarak, sistein açısından zengin N-terminali, muhtemelen katalitik alana neden olan daha az seçim basıncı nedeniyle evrim sırasında kaybolmuş gibi görünüyordu. işlevini kaybetmek.

İşlev

Selüloz gibi kitin de bozunmaya nispeten dirençli, bol miktarda bulunan bir biyopolimerdir. Pek çok memeli kitini sindirebilir ve omurgalı türlerindeki spesifik kitinaz seviyeleri onların beslenme davranışlarına uyarlanmıştır. Bazı balıklar kitini sindirebilir. Kitinazlar, insanlar da dahil olmak üzere memelilerin midelerinden izole edilmiştir.

Kitinaz aktivitesi insan kanında ve muhtemelen kıkırdakta da tespit edilebilir . Bitki kitinazlarında olduğu gibi bu, patojen direnci ile ilgili olabilir.

Klinik önemi

İnsan vücudundaki kitinaz üretimi ("insan kitinazları" olarak bilinir) alerjilere yanıt olarak olabilir ve astım , artan kitinaz ekspresyon seviyeleri ile bağlantılıdır.

İnsan kitinazlar , hijyen hipotezinin bir versiyonunun bir parçası olarak en yaygın alerjiler ( her ikisi de kitin içeren toz akarları , küf sporları) ve solucan ( helmint ) enfeksiyonları arasındaki bağlantıyı açıklayabilir (solucanlar, hücreleri tutmak için şık ağız parçalarına sahiptir). bağırsak duvarı). Son olarak, bitkilerdeki kitinazlar ve salisilik asit arasındaki bağlantı iyi kurulmuş - ancak salisilik asit ile insanlarda alerjiler arasında varsayımsal bir bağlantı var.

Mantarlarda düzenleme

Düzenleme türden türe değişir ve bir organizma içinde, farklı fizyolojik işlevlere sahip kitinazlar farklı düzenleme mekanizmaları altında olacaktır. Örneğin, hücre duvarının yeniden şekillenmesi gibi bakımda yer alan kitinazlar yapısal olarak eksprese edilir. Bununla birlikte, eksojen kitini parçalamak veya hücre bölünmesine katılmak gibi özel fonksiyonlara sahip olan kitinazlar, kitinaz aktivitesinin uzaysal-zamansal düzenlenmesine ihtiyaç duyar .

Trichoderma atroviride'de bir endokitinazın düzenlenmesi, bir N- asetilglukosaminidaza bağlıdır ve veriler, kitinin parçalanmasının , muhtemelen alınabilecek ve kitinbiyosidazların yukarı regülasyonunu tetikleyen N- asetilglukozamin ürettiği bir geri besleme döngüsüne işaret eder.

İçinde Saccharomyces cerevisiae ve ScCts1p düzenlenmesinde ( S. cerevisiae 1 çitinaz), sonra hücre ayırma katılan çitinazlar biri sitokinez ait kitin azaltmak vasıtasıyla birincil bölme . Bu tip kitinazlar hücre bölünmesinde önemli olduklarından , sıkı düzenleme ve aktivasyon olmalıdır. Spesifik olarak, geç mitoz sırasında yavru hücrelerde Cts1 ekspresyonu aktive edilmelidir ve protein, septumun yavru bölgesinde lokalize olmalıdır. Ve bunu yapmak için, Cdc14 Early Anaphase Release (FEAR) , mitotik çıkış ağı (MEN) ve Ace2p (transkripsiyon faktörü) ve hücresel morfogenez (RAM) gibi hücrenin farklı fazlarını kontrol eden diğer ağlarla koordinasyon olmalıdır. ) sinyalizasyon ağları. Genel olarak, farklı düzenleyici ağların entegrasyonu, hücre duvarını parçalayan kitinazın hücre döngüsündeki hücre aşamasına ve yavru hücreler arasındaki belirli konumlara bağlı olarak işlev görmesine izin verir.

gıda varlığı

Kitinazlar birçok yaygın gıdada doğal olarak bulunur. Örneğin Phasoleus vulgaris , muz, kestane, kivi, avokado, papaya ve domates, mantar ve omurgasız saldırılarına karşı savunma olarak önemli seviyelerde kitinaz içerir. Stres veya etilen gazı gibi çevresel sinyaller , artan kitinaz üretimini uyarabilir.

Bitki savunmasındaki benzer işlevleri nedeniyle kauçuk lateksteki hevein veya diğer proteinlerle yapı olarak hemen hemen aynı olan kitinaz moleküllerinin bazı kısımları, lateks-meyve sendromu olarak bilinen alerjik bir çapraz reaksiyonu tetikleyebilir .

Uygulamalar

Kitinazlar, bazıları endüstri tarafından halihazırda gerçekleştirilen çok sayıda uygulamaya sahiptir. Bu, kitinin gübre gibi faydalı ürünlere biyolojik olarak dönüştürülmesini, alerjik olmayan, toksik olmayan, biyolojik olarak uyumlu ve biyolojik olarak parçalanabilen materyallerin ( kontakt lensler , suni deri ve bu niteliklere sahip sütürler halihazırda üretilmektedir) üretimini ve insektisitlerin geliştirilmesini içerir. ve mantar öldürücüler . Phaseolus vulgaris kitinaz - fasulye kitinaz , BCH - tamamen alakasız ekinlere bir haşere caydırıcı olarak transgenik olarak eklenmiştir .

Kitinazların gelecekteki olası uygulamaları, raf ömrünü uzatmak için gıda katkı maddeleri, astım ve kronik rinosinüzit için terapötik ajan , mantar önleyici ilaç, tümör önleyici ilaç ve protein mühendisliğinde kullanılacak genel bir bileşen olarak sayılabilir .

Ayrıca bakınız

Referanslar

Dış bağlantılar