बीटा गैलेक्टोसिडेज: विशेषताएं, संरचना, कार्य - जीवविज्ञान - 2025

बीटा galactosidase पॉलिमर, oligosaccharides और गौण चयापचयी, दूसरों के बीच:, β-galactosidase भी β-D-या galactohydrolase नामक एक एंजाइम अणुओं की hydrolyzing glycosyl galactosyl अवशेषों विभिन्न प्रकार के सक्षम हाइड्रोलिसिस के परिवार से संबंधित है।

पहले "लैक्टेज" के रूप में जाना जाता है, इसका वितरण, साथ ही साथ as-galactosidated oligo- और पॉलीसेकेराइड जो एक सब्सट्रेट के रूप में काम करते हैं, बहुत व्यापक है। यह बैक्टीरिया, कवक और खमीर में पाया जाता है; पौधों में यह बादाम, आड़ू, खुबानी और सेब में आम है, और जानवरों में यह पेट और आंतों जैसे अंगों में मौजूद है।

बी-गैलेक्टोसिडेज़ एंजाइम की संरचना का ग्राफिक प्रतिनिधित्व (स्रोत: जवाहर स्वामीनाथन और विकिमीडिया कॉमन्स के माध्यम से यूरोपीय जैव सूचना विज्ञान संस्थान में एमएसडी कर्मचारी)

सबसे अधिक अध्ययन किया गया एंजाइम, ई। कोलाई के लैक ओपेरॉन का है, जो कि लैकज जीन द्वारा एन्कोड किया गया है, जिसके अध्ययन में आनुवांशिक ऑपेरॉन और उनके कई नियामक पहलुओं को समझना महत्वपूर्ण है।

यह वर्तमान में सर्वश्रेष्ठ अध्ययन किए गए एंजाइमों के समूह से संबंधित है और इसका सबसे अच्छा ज्ञात कार्य लैक्टोज के ग्लाइकोसिडिक बॉन्ड के हाइड्रोलिसिस है। यह जीवों में आवश्यक चयापचय कार्यों को पूरा करता है जो इसे व्यक्त करते हैं और विभिन्न औद्योगिक उद्देश्यों के लिए भी उपयोग किया जाता है।

औद्योगिक अनुप्रयोगों में लैक्टोज असहिष्णु लोगों के लिए डेयरी उत्पादों से लैक्टोज को हटाने और विभिन्न गैलेक्टोसिडेट यौगिकों का उत्पादन शामिल है। कई डेयरी उत्पादों की मिठास, स्वाद और पाचन में सुधार के लिए भी इनका उपयोग किया जाता है।

विशेषताएँ

लैक्टोज जैसे गैलेक्टोसिडेटेड सब्सट्रेट के अलावा, अधिकांश ज्ञात gal-गैलेक्टोसिडेस के लिए मैग्नीशियम और सोडियम जैसे डाइवलेंट धातु आयनों की आवश्यकता होती है। यह उनकी संरचना में इन धातुओं के लिए बाध्यकारी साइटों की खोज के साथ साबित हुआ है।

प्रकृति में मौजूद The-galactosidases की पीएच रेंज की एक विस्तृत विविधता है, जिस पर वे काम कर सकते हैं। फंगल एंजाइम अम्लीय वातावरण (2.5 से 5.4) में काम करते हैं, जबकि खमीर और बैक्टीरिया एंजाइम 6 और 7 पीएच इकाइयों के बीच काम करते हैं।

बैक्टीरियल gal-galactosidases

विश्लेषण किए गए अन्य गैलेक्टोसिडेस की तुलना में बैक्टीरिया में बड़े गैलेक्टो-हाइड्रोलाइटिक एंजाइम होते हैं। इन जीवों में, एक ही एंजाइम तीन प्रकार की एंजाइमिक प्रतिक्रियाओं को उत्प्रेरित करता है:

- हाइड्रोलीजेस लैक्टोज को इसके संवैधानिक मोनोसैकराइड्स: गैलेक्टोज और ग्लूकोज।

- यह लैक्टोज के ट्रांसलगैक्टोसाइलेशन को ऑलैक्टैक्टोज को उत्प्रेरित करता है, एक डिसाकाराइड शर्करा जो कि लैक ओपेरॉन से संबंधित जीनों की अभिव्यक्ति के सकारात्मक नियमन में भाग लेता है, ईके।

- हाइड्रोलाइज़्स एक समान तरीके से एलोलैक्टोज़ करता है जैसा कि लैक्टोज़ के साथ होता है।

फंगल gal-galactosidases

कवक अन्य जीवों से संबंधित एंजाइमों की तुलना में गैलेक्टोज द्वारा निषेध के लिए अतिसंवेदनशील es-galactosidase एंजाइमों के अधिकारी हैं। हालांकि, वे थर्मोस्टेबल हैं और अम्लीय पीएच श्रेणियों में काम करते हैं।

कवक में इन एंजाइमों द्वारा मध्यस्थता वाले लैक्टोज के चयापचय को बाह्य और साइटोसोलिक में विभाजित किया जाता है, क्योंकि ये जीव लैक्टोज को अतिरिक्त रूप से हाइड्रोलाइज करने के लिए cells-galactosidase का उपयोग कर सकते हैं और उत्पादों को कोशिकाओं में पेश कर सकते हैं या वे सीधे डिसाक्राइड ले सकते हैं और इसे आंतरिक रूप से संसाधित कर सकते हैं।

संरचना

बैक्टीरिया The-galactosidase एंजाइम एक टेट्रामेरिक एंजाइम (चार समान उपनिवेशों में से एक है), और इसके प्रत्येक मोनोमर्स में 1,000 से अधिक अमीनो एसिड अवशेष हैं, जिसका अर्थ है कि प्रत्येक के लिए 100 से अधिक डीडीए का आणविक भार 400 से अधिक है जटिल प्रोटीन के लिए केडीए।

पौधों में, इसके विपरीत, एंजाइम आकार में काफी छोटा होता है और आमतौर पर इसे समान सबयूनिट के डिमर के रूप में पाया जा सकता है।

प्रत्येक मोनोमर के डोमेन नंबर 1 से 5. से अलग होते हैं। डोमेन 3 में एक α / β "TIM" बैरल संरचना होती है और इसमें बैरल के C- टर्मिनल सिरे पर सक्रिय साइट होती है।

यह माना जाता है कि एंजाइम कॉम्प्लेक्स के सक्रिय साइट मोनोमर्स के बीच साझा किए जाते हैं, इसलिए यह एंजाइम जैविक रूप से केवल तभी सक्रिय होता है जब इसे टेट्रामर के रूप में जटिल किया जाता है।

इसकी सक्रिय साइट में डी-ग्लूकोज और डी-गैलेक्टोज, दो मोनोसेकेराइड्स हैं जो लैक्टोज को बांधने की क्षमता रखते हैं। यह डी-गैलेक्टोज के लिए विशेष रूप से विशिष्ट है, लेकिन यह ग्लूकोज के लिए इतना विशिष्ट नहीं है, इसलिए एंजाइम अन्य गैलेक्टोसाइड्स पर कार्य कर सकता है।

विशेषताएं

जानवरों में

मनुष्यों की आंत में, इस एंजाइम का मुख्य कार्य भोजन के साथ जुड़े लैक्टोज के अवशोषण के साथ करना है, क्योंकि यह आंतों के ब्रश के आकार की कोशिकाओं के प्लाज्मा झिल्ली के लुमिनाल पक्ष पर स्थित है।

इसके अलावा, इस एंजाइम के लाइसोसोमल आइसोफोर्म को कई ग्लाइकोलिपिड्स, म्यूकोपॉलीसेकेराइड्स और गैलेक्टोसिडेटेड ग्लाइकोप्रोटीन के क्षरण में भाग लेने के लिए दिखाया गया है, जो विभिन्न सेलुलर पथों में कई उद्देश्यों की सेवा करते हैं।

पौधों में

पौधों में पत्तियों और बीजों में os-galactosidase एंजाइम होते हैं। ये गैलेक्टोलिपिड्स के अपचय में महत्वपूर्ण कार्य करते हैं, जो सामान्य रूप से शैवाल और पौधों की विशेषता है।

इन जीवों में, β-galactosidase पौधे की वृद्धि, फल पकने की प्रक्रियाओं में भाग लेता है, और उच्च पौधों में, यह एकमात्र ज्ञात एंजाइम है जो सेल की दीवार के गैलेकोसिड्स पॉलीसेकेराइड्स से गैलेक्टोसिल अवशेषों को हाइड्रोलाइजिंग करने में सक्षम है।

उद्योग और अनुसंधान में

डेयरी उत्पादों से संबंधित खाद्य उद्योग में, एंजाइम gal-galactosidase का उपयोग डेयरी उत्पादों में मौजूद लैक्टोज के हाइड्रोलिसिस को उत्प्रेरित करने के लिए किया जाता है, जो इन उत्पादों के भंडारण से संबंधित कई दोषों के लिए जिम्मेदार है।

इस चीनी की हाइड्रोलिसिस कणों के अवसादन, जमे हुए डेयरी डेसर्ट के क्रिस्टलीकरण और दूध के अधिकांश व्यावसायिक डेरिवेटिव में "रेतीले" बनावट की उपस्थिति से बचना चाहती है।

औद्योगिक रूप से उपयोग किए जाने वाले is-galactosidase को आमतौर पर कवक Aspergillus sp। से प्राप्त किया जाता है, हालांकि खमीर Kluyveromyces lactis द्वारा निर्मित एंजाइम का भी व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।

The-galactosidase गतिविधि, जिसे "लैक्टोज किण्वन" के रूप में वैज्ञानिक शब्दों में अनुवादित किया जाता है, को विभिन्न प्रकार के नमूनों में मौजूद ग्राम नकारात्मक एंटरोबैक्टीरिया की पहचान के लिए नियमित रूप से परीक्षण किया जाता है।

इसके अलावा, चिकित्सा के संदर्भ में, इसका उपयोग लैक्टोज मुक्त डेयरी उत्पादों के उत्पादन के लिए और गोलियों के निर्माण के लिए किया जाता है जो लैक्टोज असहिष्णु लोग दूध और उसके डेरिवेटिव (दही, पनीर, आइसक्रीम, मक्खन, क्रीम, आदि) को पचाने के लिए उपयोग करते हैं। ।

यह विभिन्न प्रयोजनों के लिए, इम्युनोसेसे और विषैले विश्लेषण से जीन अभिव्यक्ति की अभिव्यक्ति और पैथोलॉजी के निदान के लिए विशेष समर्थन पर इस एंजाइम के रासायनिक स्थिरीकरण के लिए धन्यवाद के लिए "बायोसेंसर" या "बायोमार्कर" के रूप में उपयोग किया जाता है।

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