P-galaktosidaasi | |||||||||||||||||||
P-galaktosidaasi Penicillum sp. ( ATE 1TG7 ) | |||||||||||||||||||
Pääpiirteet | |||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Hyväksytty nimi | β-galaktosidaasi 1 | ||||||||||||||||||
Symboli | GLB1 | ||||||||||||||||||
Synonyymit | ELNR1, MPS4B, EBP | ||||||||||||||||||
EY-nro | 3.2.1.23 | ||||||||||||||||||
Homo sapiens | |||||||||||||||||||
Locus | 3 s 22.3 | ||||||||||||||||||
Molekyylipaino | 76775 Da | ||||||||||||||||||
Jäämien lukumäärä | 677 aminohappoa | ||||||||||||||||||
Linkit ovat käytettävissä GeneCards- ja HUGO- sivuilta . | |||||||||||||||||||
|
EY-nro | EY |
---|---|
CAS-numero |
IUBMB | IUBMB-merkintä |
---|---|
IntEnz | IntEnz-näkymä |
BRENDA | BRENDA-sisäänkäynti |
KEGG | KEGG-tulo |
MetaCyc | Aineenvaihduntareitti |
PRIAM | Profiili |
ATE | RCSB ATE PDBe PDBj ATE |
MENNÄ | AmiGO / EGO |
Β-galaktosidaasi , lyhennetään joskus beeta-gal tai β-gal on hydrolaasi , jonka tehtävänä on hydrolysoida β-galaktosidit in dare yksinkertainen. Sen edulliset substraatit voivat olla gangliosidi GM1 , laktosyyliseramidit , laktoosi sekä useat glykoproteiinit . Se on homotetrameeri, joka koostuu neljästä samanlaisesta 116 kDa: n alayksiköstä .
Se osallistuu galaktoosin ja sfingolipidien metaboliaan sekä glykosfingolipidien biosynteesiin .
Sen puuttuminen (tai heikko läsnäolo) on suolistossa on pääsyy kyvyttömyys sulattaa laktoosia vuonna ihmisissä : puhumme laktoosi-intoleranssin . Geneettisesti GLB1- geenin puute aiheuttaa tyypin IV mukopolysakkaridoosia (MPS4), galaktosialidoosia tai GM1- gangliosidoosia .
Ensimmäinen β-galaktosidaasi on sekvensoitu on se, että E. coli , vuonna 1970. Se koostuu 1024 tähteet ja aminohappoja . Proteiini koostuu neljästä ketjusta ja on molekyylimassa on 464 kDa . Jokaisella yksiköllä on viisi verkkotunnusta , ja kolmannella on aktiivinen sivusto . Tämä entsyymi voidaan erottaa kahdeksi peptidiksi, LacZa ja LacZΩ, kumpikaan sen yksiköistä ei voi olla aktiivinen itsestään. Tätä ominaisuutta käytetään monissa kloonausvektoreissa täydentämään Escherichia colin keinotekoisten spesifisten ketjujen a-komplementaatio, jolloin plasmidi koodaa lyhyemmän peptidin (LacZα), kun taas bakteerikromosomi koodaa trans- pitempää peptidiä (LacZΩ). . Kun DNA- fragmentit insertoidaan vektoriin ja LacZa: n tuotanto keskeytyy, solulla ei ole enää p-galaktosidaasiaktiivisuutta. Tämän seurauksena läsnä on kahden tyyppisiä rekombinantteja: ne, jotka pystyvät hajottamaan laktoosia, ja ne, jotka eivät pysty.
Vuonna 1995 Dimri et ai. ehdottaa uutta P-galaktosidaasin isoformia, jolla on maksimaalinen aktiivisuus pH-arvossa 6,0 ja joka ilmentyisi vain vanhenemisen aikana (solukasvun pysyvä lopettaminen). Erityinen mittausprotokolla on jopa kehitetty. Nykyään tiedämme, että tämä vastaa endogeenisen lysosomaalisen β-galaktosidaasin kertymistä, eikä sen ilmentyminen ole hyödyllistä vanhenemiselle. Kaikesta huolimatta tämä entsyymi on edelleen valittu solujen vanhenemisvaiheen biomarkkeri, koska se on helppo havaita.
P-galaktosidaasin aktiivinen kohta katalysoi substraatin hydrolyysiä sekä "pinta-" että "syvillä" sidoksilla. K + -ionit ja Mg ++ -ionit ovat välttämättömiä entsyymin optimaalisen toiminnan saamiseksi. Kovalenttinen kiinnitys substraattiin tapahtuu glutamiinihapon sivuketjun terminaalisen karboksyyliryhmän kautta .
In E. coli , on ajateltu, että aminohappo Glu 461 on mukana tässä substituutioreaktiossa. Tiedämme nyt, että tämä aminohappo on itse asiassa happokatalyytti ja että se on pikemminkin Glu 537, joka on kovalenttinen välituote.
Vuonna ihmisillä The nukleofiilinen napa on hydrolyysin on Glu 268 .
Vanhentumiseen liittyvä beeta-galaktosidaasi (SA-P-gal tai Senescence-Associated P-galaktosidaasi) on hydrolaasin kaltainen entsyymi, joka katalysoi P-galaktosidien monosakkaridin hydrolyysiä vain vanhenevissa soluissa. Vanhenemiseen liittyvän beeta-galaktosidaasin yhdessä p16 Ink4A: n kanssa pidetään solun vanhenemisen biomarkkerina.
Sen olemassaoloa ehdotettiin vuonna 1995 sen havainnon jälkeen, että kun beeta-galaktosidaasimääritykset suoritettiin pH-arvossa 6, vain vanhenemisen tilassa olevat solut kehittävät värjäytymistä. Sytokemiallista testiä on ehdotettu sinivärjätyn sakan tuotannon perusteella, joka johtuu kromogeenisen substraatin X-Gal pilkkomisesta, joka värjäytyy siniseksi galaktosidaasin pilkkomalla. Siitä lähtien on kehitetty vielä spesifisempiä kvantitatiivisia määrityksiä sen havaitsemiseksi pH-arvossa 6,0. Nykyään tämä ilmiö selitetään endogeenisen lysosomaalisen beeta-galaktosidaasin yliekspressoinnilla ja kertymisellä erityisesti vanheneviin soluihin. Sen ilmaisua ei tarvita vanhenemiseen. Se on kuitenkin edelleen vanhimpien ja ikääntyvien solujen eniten käytetty biomarkkeri, koska se on helppo havaita ja luotettava sekä in situ että in vitro .
Tämä entsyymi on haluttuja bakteerien tunnistamiseen gallerioihin: ilman laktoosin hajoamisen , yksi pohtii läsnä tämän entsyymin, ja siitä, että läsnä on poriinin , joka on kalvon proteiini kuljettava molekyylejä.
Isopropyyli β-D-1-tiogalaktopyranosidin tai IPTG on kyky sitoa ja inhiboida lac-repressorin, ja siten indusoimaan transkription koodaavan geenin β-galaktosidaasi .
Β-galaktosidaasi toimii transformaation kontrollina Petri-maljalla bakteerisoluille, jotka ovat integroineet plasmidin, joka sisältää P-galaktosidaasia koodaavan Lac Z -geenin .
Kasvattamalla soluja elatusaineessa, joka sisältää X-ga l (väritön substraatti) on mahdollista valita bakteerit, jotka on integroitu plasmidi, joka sisälsi Lac Z Todellakin, jotka on integroitu Lac Z koodaavat β-galaktosidaasi, jotka pilkkovat X- gal, pilkottu X-gal muuttuu siniseksi. Bakteerit, jotka eivät ole integroineet Lac-Z: tä, eivät ekspressoi P-galaktosidaasia ja pysyvät valkoisina, koska X-gal ei ole pilkottu.