Углеводы » Гидролиз

Гидролиз других природных полисахаридов

admin — Tue, 13 Oct 2009 16:27:00 +0000

Аналогично крахмалу и гликогену гидролизуются другие природные полисахариды: целлюлоза — при участии целлтолазного комплекса ферментов (состоит из эндо-1,4-В-глюканазы, экзоцеллобиогидролазы, целлобиазы и экзо-1,4-В-глюкогидролазы), инулин—с помощью инулнназы (2,1-B-D-фруктан фруктаногидролазы), хитин—хитиназы, ксилан—ксилаиазы, гиалуронопая кислота—гиалуранидазы, пектиновые вещества — комплекса пектинолитических ферментов (пектинэстеразы, полигалактуроназы и др.) и т. п. Во всех случаях полисахариды распадаются до соответствующих моносахаридов или их производных (иногда до дисахаридов), из которых составлены молекулы указанных полисахаридов. Некоторые из гидролаз, перечисленных выше, широко распространены в природе, другие (целлюлаза, ипулипаза)—присущи лишь определенным видам растений, животных и микроорганизмов. Особое внимание в последние годы привлекают целлюлазы, хитиназы, 1,3- и 1,6-(3-глюканазы и лихеназы (гидролизуют гетерополисахариды с перемежающимися 1,3- и 1,4-гликозидными связями), так как они деструктируют растительные и микробные остатки, являющиеся экологически опасными отходами производства, позволяя при этом получать глюкозу и N-ацетилглюкозамин. Некоторые из них, например, хитиназы из Bacillus cereus, множественны (68, 52 и 38 кДа), выделены и очищены до гомогенного состояния; они ускоряют реакцию гидролиза хитина при рН=4 и t=60° С до хитобиозы, но не до К-ацетил-B-D-глюкозамина.

Глюкоамилаза

admin — Sun, 11 Oct 2009 12:58:00 +0000

Глюкоамилаза, или у-амилаза (а-1,4-глюкан глюкогидролаза), ускоряет реакцию гидролиза 1,4-глюкана в молекуле крахмала, олигосахаридов и даже дисахаридов (например, мальтозы), последовательно отщепляя остатки глюкозы от невосстанавливающегося (не содержащего свободной альдегидной группы или гликозидного гидроксила) конца молекулы.

Если в молекуле полисахарида есть разветвление, то действие Y-амилазы прекращается. Шокоамилаза ускоряет гидролиз не только крахмала, но и гликогена.

Другие типы воздействий гликозидаз

admin — Sat, 10 Oct 2009 02:35:00 +0000

Гликозидазы, кроме гидролазной активности, как правило, обладают также гликозилтрансферазным действием и ускоряют процессы переноса гликозильных остатков на те или иные субстраты. Так, например, целлобиаза из аспергилла (М = 142000) при действии на целлобиозу образует не только В-D-глюкозу, но и трисахариды, т. е. переносит остаток В-D-глюкозы с одного дисахарида на другой, что особенно ярко выражено в начале ферментативного процесса. Сейчас все более укрепляется мнение, что траисгликозилнрованне является одним из существенных элементов распада полисахаридов, олигосаха-ридов и днеахарндов, сопутствующих их гидролизу.

Гидролиз с помощью a-амилазы

admin — Fri, 09 Oct 2009 08:11:00 +0000

Если действие а-амилазы распространяется на спирализованный участок молекулы крахмала или молекулы амилозы, то гидролиз 1,4-гликозидных связей осуществляется латерально, вдоль одного бока спирализованного 1,4-глюкапа. Поскольку каждый виток спирали содержит 6—7 остатков a-D-глюкопиранозы, в результате гидролиза возникают гскса- или гептасахариды. Такой механизм действия a-амилазы показан на рис. 103.

Гидролиз крахмала с помощью a-амилазы во всех случаях приводит к образованию a-формы мальтозы (см. с. 316), откуда ведет свое происхождение название фермента. a-Амилаза найдена у всех растительных и животных видов; кроме крахмала она гидролизует также гликоген. Молекулярная масса a-амилазы из поджелудочной железы равна 45000, из солода — 59000, из мучного хрущака — 68000, из двух видов аспергилла—51000 и 58000, из бактерий—96000 (4×24000). Выяснена первичная и третичная структура а-амилазы из аспергилла.

Гидролиз дисахаридов

admin — Thu, 08 Oct 2009 16:20:00 +0000

В свою очередь, дисахариды, возникающие в ряде случаев при гидролизе полисахаридов (мальтоза при гидролизе крахмала, целлобиоза при гидролизе целлюлозы) или существующие в организме в свободном виде (лактоза, сахароза, трегалоза и т. п.), гидролизуются при каталитическом воздействии ос- и р-гликозидаз до индивидуальных моносахаридов. Все гликозидазы, за исключением трегалазы (ot, омрегалоза-глюкогидршгазы), отличаются широким спектром специфичности, ускоряя гидролиз практически любых гликози-дов, являющихся производными того или иного а- или (3-моносахарида. Так, а-глюкозидаза ускоряет реакцию гидролиза а-глюкозидов, в том числе мальтозы; р-глшкозидаза — р-глюкозидов, в том числе целлобиозы; В-галактозидаза — В-галактозидов и среди них лактозы и т.д. Примеры действия а и Р-глюкозидаз были приведены ранее.

Гидролиз крахмала с ферментами

admin — Thu, 08 Oct 2009 07:36:00 +0000

Ступенчатый характер гидролиза крахмала рассмотрен ранее. Реакция гидролиза крахмала ускоряется амилазами — специфическими ферментами, относящимися к подклассу гидролаз гликозидов (класс гидролаз). В зависимости от характера фермента разрыв гликозидных связей между остатками а-гликопиранозы в молекуле крахмала и присоединение по месту разрыва элементов воды (Н и ОН-группа) может происходить в различных позициях. Соответственно этому конечными продуктами гидролиза крахмала оказываются либо глюкоза, либо мальтоза, либо олигосахариды. Естественно, что в процессе постепешюго укорочения молекулы крахмала в результате гидролитического отщепления моносахарид-ных, дисахаридпых или олш осахаридных звеньев па какой-то ступени распада в качестве промежуточных продуктов возникают декстрины. Наличие и динамику их образования легко установить, прослеживая изменение окраски крахмала с иодом от синей до красно-бурой в процессе ферментативного гадролиза крахмала.

В-Амилаза

admin — Tue, 06 Oct 2009 17:34:00 +0000

В-Амилаза (а-1,4-глюкан мальтогидролаза) ускоряет реакцию гидролиза крахмала по 1—4 связям, последовательно отщепляя остатки мальтозы, начиная с нередуцирующего конца молекулы крахмала; ее действие, как и у-амилазы, прекращается в точках разветвления в молекуле крахмала.

Мальтоза, освобождающаяся при гидролизе крахмала под действием р-амилазы, получается в В-форме.

Предполагают, что образование реформы мальтозы, т. е. изменение пространственной конфигурации молекулы по месту образующегося гликозид-ного гидроксила при 1-м углеродном атоме остатка глюкозы, происходит в момент гидролиза а-гликозидной связи. В соответствии с этим фермент и получил свое название. В-Амилаза характерна только для высших растений, из которых она выделена и получена в виде кристаллов. Молекулярная масса В-амилазы из батата равна 201000(4×50000).

Амило-1,6-глюкозидаза

admin — Tue, 06 Oct 2009 06:08:00 +0000

Амило-1,6-глюкозидаза ускоряет реакцию гидролиза 1,6-связей в молекуле крахмала (амилопектина), расщепляя, таким образом, молекулу крахмала в точках разветвления полиглтокозидной цепи и образуя олигосахариды с тем или иным числом остатков a-D-глюкозы в них в зависимости от длины отщепляемой цепи. Амило-1,6-глюкозидаза характерна для животных тканей. Однако это не значит, что ее нет в растительном мире: у растений этот же фермент называют R-энзимом, а у микроорганизмов—изоамилазой.

а-Амилаза

admin — Tue, 06 Oct 2009 01:07:00 +0000

а-Амилаза (а-1,4-тлюкан 4-глю-каногидролаза) ускоряет гидролиз 1,4-гликозидных связей в молекуле крахмала без какого-либо определенного порядка, в результате чего сначала возникают олигосахариды, которые тоже подвержены действию а-амилазы, если они содержат три или более остатков а-D-глюкозы. Таким образом, сх-амилаза является эпдоамилазой, так как она атакует внутренние гликозидные связи в молекуле крахмала и для ее действия не имеет значения близость или удаленность нередуцирующих концевых остатков полигликозидных фрагментов молекулы крахмала. В качестве главного конечного продукта гидролиза крахмала при участии а-амилазы образуется мальтоза, так как в дисахаридах 1,4-связи под действием а-амилазы не гидролизуются.

Характерная особенность амилаз

admin — Mon, 05 Oct 2009 13:54:00 +0000

Характерная особенность амилаз — отсутствие абсолютной специфичности действия. При их участии гидролизуются различные соединения: амилоза, амилопектин, гликоген, олигосахариды и родственные им вещества, построенные из остатков a-D-глюкопиранозы и содержащие в молекулах 1,4-и 1,6-связи. По-видимому, все амилазы являются мсталлопротеинами (содержат Zn2+ и Са2+), некоторые из них мультимеры; предполагают, что ионы металлов способствуют становлению молекулы мультимера из протомеров.

Активные центры амилаз образованы раикалами гистидина, аспарагипо-вой и глутаминовой кислот, а также тирозина (рис. 106). Последнему приписывают функцию связывания субстрата, а первым трем—каталитическую функцию. В соответствии с представлениями о структуре активного центра амилаз предполагают на 1-м этапе механизм распада гликозидиых связей при их посредстве.