Трансглютаминаза - Transglutaminase

Трансглютаминаза
Коагуляция коэффициенті XIII 1EVU.png
Трансглутаминаза мысалы: адам қанынан XIII коагуляция факторы. PDB коды: 1EVU.
Идентификаторлар
EC нөмірі2.3.2.13
CAS нөмірі80146-85-6
Мәліметтер базасы
IntEnzIntEnz көрінісі
БРЕНДАBRENDA жазбасы
ExPASyNiceZyme көрінісі
KEGGKEGG кірісі
MetaCycметаболизм жолы
PRIAMпрофиль
PDB құрылымдарRCSB PDB PDBe PDBsum

Трансглютаминазалар болып табылады ферменттер бұл табиғатта бірінші кезекте катализдейді қалыптасуы изопептидтік байланыс γ- арасындакарбоксамид топтар (- (C = O) NH2 ) of глутамин қалдық бүйір тізбектер және ε-амин топтары (-NH2 ) of лизин кейіннен босатылған қалдық бүйірлік тізбектер аммиак (NH3 ). Лизин мен глутамин қалдықтары а-мен байланысуы керек пептид немесе а ақуыз сондықтан бұл өзара байланыстыру (бөлек молекулалар арасында) немесе молекулааралық (бір молекула ішінде) реакция жүруі мүмкін.[1] Трансглютаминаза арқылы түзілген облигациялар протеолитикалық деградацияға төзімділігі жоғары (протеолиз ).[2] Бұл реакция[1]

Gln- (C = O) NH2 + NH2-Lys → Gln- (C = O) NH-Lys + NH3

Трансглутаминазалар а қосылуы мүмкін біріншілік амин (RNH2 ) белок / пептидпен байланысқан глутамин қалдықтарының бүйірлік тізбегіне карбоксиамид, осылайша изопептидтік байланыс түзеді[1]

Gln- (C = O) NH2 + RNH2 → Gln- (C = O) NHR + NH3

Бұл ферменттер де мүмкін дегамидат глютамин қалдықтары глутамин қышқылы судың қатысуымен қалдықтар[1]

Gln- (C = O) NH2 + H2O → Gln-COOH + NH3

Трансглутаминаза оқшауланған Streptomyces mobaraensis -бактериялар мысалы, а кальций - тәуелсіз фермент. Сүтқоректілер трансглютаминазалар арасында басқа трансглютаминазалар үшін Са қажет2+ иондар а кофактор.[1]

Трансглютаминазалар алғаш рет 1959 жылы сипатталған.[3] Трансглутаминазалардың нақты биохимиялық белсенділігі анықталды қан ұюы ақуыз XIII фактор 1968 ж.[4]

Мысалдар

tTG реакция механизмі
Жоғарғы реакция трансаминазаның а-мен қалай қосылатындығын көрсетеді глутамин қалдық, босату аммиак, содан кейін комбинация а амин тобымен әрекеттеседі лизин тағы бір ақуыздың қалдықтары, ферментті қайтадан босатады.

Адамдарда тоғыз трансглютаминаза сипатталған [5], оның сегізі катализдейді трансамидация реакциялар. Бұл TGases үш немесе төрт домендік ұйымға ие иммуноглобулин - орталық каталитикалық доменді қоршап тұрған домендер сияқты. Негізгі домен Папаин (CA кланы) суперотбасы және Cys-His-Asp қолданады каталитикалық триада.[2]. Ақуыз 4.2 4.2 жолағы деп те аталады, адамның трансглютаминаза тұқымдасының каталитикалық белсенді емес мүшесі болып табылады, оның каталитикалық үштікте Алаға дейін Си алмасуы бар.[6].

Аты-жөніДжинҚызметХромосомаOMIM
XIII фактор (фибринді тұрақтандырушы фактор) тізбек АF13A1коагуляция6p25-p24134570
Кератиноцитарлы трансглютаминазаTGM1тері14q11.2190195
Трансглютаминаза тініTGM2барлық жерде20q11.2-q12190196
Эпидермиялық трансглютаминазаTGM3тері20q12600238
Қуық асты трансглютаминазыTGM4простата3p22-б21.33600585
TGM XTGM5[7]тері15q15.2603805
TGM YTGM6нервтер, ОЖЖ20q11-15613900
TGM ZTGM7аталық без, өкпе15q15.2606776
Ақуыз 4.2EPB42эритроциттер, сүйек кемігі, көкбауыр15q15.2177070

Бактериялық трансглютаминазалар - ядросы бірдей бүктелген бір доменді ақуыздар. Кейбір бактериялардан табылған трансглутаминаза Cys-Asp диадында жүреді.[8]

Трансглютаминаза, N-терминал, Ig E-жиынтығы
Идентификаторлар
ТаңбаTransglut_N
PfamPF00868
InterProIPR001102
CATH1ex0A01
SCOP2d1ex0a1 / Ауқымы / SUPFAM
Трансглютаминаза тәрізді, өзек
Идентификаторлар
ТаңбаTransglut_core
PfamPF01841
InterProIPR002931
SMARTSM00460
PROSITEPS00547
CATH1ex0A02
SCOP2d1ex0a4 / Ауқымы / SUPFAM
Трансглутаминаза, С-терминалы, Ig тәрізді
Идентификаторлар
ТаңбаТрансглют_С
PfamPF00927
InterProIPR008958
CATH1ex0A03
SCOP2d1ex0a2 / Ауқымы / SUPFAM
Трансглютаминаза, бактериалды
Идентификаторлар
ТаңбаTransglut_prok
PfamPF09017
InterProIPR015107
CATH3iu0
SCOP21iu4 / Ауқымы / SUPFAM

Биологиялық рөл

Трансглютаминазалар кеңінен өзара байланысты, жалпы ерімейтін ақуыз полимерлерін құрайды. Бұл биологиялық полимерлер организм үшін тосқауылдар мен тұрақты құрылымдар жасау үшін таптырмас зат. Мысалдар қан ұюы (коагуляция XIII фактор ), Сонымен қатар тері және Шаш. Каталитикалық реакция, әдетте, қайтымсыз деп саналады және оны бақылаудың кеңейтілген механизмдері арқылы мұқият бақылау қажет.[2]

Аурудағы рөлі

XIII фактордың жетіспеушілігі (сирек кездесетін генетикалық жағдай) қан кету; шоғырланған ферментті аномалияны түзету және қан кету қаупін азайту үшін қолдануға болады.[2]

Трансглютаминазаға қарсы антиденелер табылған целиакия ауруы және рөлінде болуы мүмкін жіңішке ішек диетаға жауап ретінде зиян глиадин бұл жағдайды сипаттайтын.[2] Байланысты жағдайда дерматит herpetiformis, ішекте ішектің өзгеруі жиі кездесетін және құрамында глиадин бар бидай өнімдерінің диеталық алынып тасталуына жауап беретін эпидермиялық трансглутаминаза басым аутоантиген болып табылады.[9]

Соңғы зерттеулер неврологиялық аурулармен ауыратындар сияқты Хантингтон Келіңіздер[10] және Паркинсон[11] трансглютаминазаның бір түрінің ерекше жоғары деңгейіне ие болуы мүмкін, тіндік трансглютаминаза. Хантингтон ауруын тудыратын ақуыз агрегаттарының түзілуіне тіндік трансглутаминаза қатысуы мүмкін деген болжам бар, бірақ ол мүмкін емес.[2][12]

Мутациялар кератиноциттік трансглютаминаза қатысы бар пластиналы ихтиоз.

Құрылымдық зерттеулер

2007 жылдың аяғында 19 құрылымдар осы ферменттер класы үшін шешілді PDB қосылу кодтары 1 ЕВУ, 1EX0, 1F13, 1FIE, 1G0D, 1GGT, 1ГГУ, 1GGY, 1IU4, 1КВ3, 1L9M, 1L9N, 1НУД, 1NUF, 1NUG, 1QRK, 1RLE, 1SGX, және 1VJJ.

Өнеркәсіптік және аспаздық қосымшалар

Трансглутаминазамен «ет желімімен» біріктірілген үш бистро тендер. Оларды орап, бөліп-бөліп, пісіріп, дастарқанға қоймас бұрын түнде орнатылады.
Трансглютаминазамен өңделген тауық еті террин.

Коммерциялық тамақ өңдеу кезінде трансглютаминаза байланыстыру үшін қолданылады белоктар бірге. Трансглутаминазаны қолдану арқылы жасалған тағамдардың мысалдары келтірілген крабмитті имитациялау, және балық шарлары. Ол өндіреді Streptoverticillium mobaraense ашыту коммерциялық мөлшерде (P81453) немесе жануарлардың қанынан алынған,[13] және әр түрлі процестерде, соның ішінде өңделген өндірісте қолданылады ет және балық өнімдер.

Трансглутаминазды ақуызға бай тағамдардың құрылымын жақсарту үшін байланыстырушы агент ретінде қолдануға болады сурими немесе ветчина.[14]

Ірі қара және шошқа көздерінен жасалған «ет желімі» деп аталатын тағамға 2010 жылы бүкіл Еуропалық Одаққа тағамдық қоспалар ретінде тыйым салынды.[15] Трансглютаминаза рұқсат етілген күйінде қалады және оны декларациялау талап етілмейді, өйткені ол соңғы өнімде болатын қоспа емес, қайта өңдеу құралы болып саналады.

Молекулалық гастрономия

Трансглютаминаза сонымен қатар қолданылады молекулалық гастрономия қолданыстағы талғаммен жаңа текстураны балқыту. Осы жалпы қолданыстан басқа, трансглутаминаза кейбір ерекше тағамдарды жасау үшін қолданылған. Британдық аспаз Хестон Блументаль трансглютаминазаны заманауи аспаздыққа енгізуге байланысты.

Уайли Дюфресн, аспаз Нью-Йорктікі авангард мейрамхана wd ~ 50, трансглютаминазаны Блументаль енгізген және «» ойлап тапқанмакарон «95% -дан жоғары асшаян трансглютаминаза арқасында.[16]

Синонимдер

  • ақуыз-глутамин гамма-глутамилтрансфераза (жүйелі)
  • фибринолигаза
  • глутаминилпептид гамма-глутамилтрансфераза
  • ақуыз-глутамин: амин гамма-глутамилтрансфераза
  • R-глутаминил-пептид: амин гамма-глутамил трансфераза

Сондай-ақ қараңыз

Пайдаланылған әдебиеттер

  1. ^ а б c г. e DeJong GA, Koppelman SJ (2002). «Трансглутаминаздың катализденетін реакциялары: тамақ өнімдеріне әсері». Food Science журналы. 67 (8): 2798–2806. дои:10.1111 / j.1365-2621.2002.tb08819.x.
  2. ^ а б c г. e f Гриффин М, Касадио Р, Бергамини CM (желтоқсан 2002). «Трансглютаминазалар: табиғаттың биологиялық желімдері». Биохимиялық журнал. 368 (Pt 2): 377-96. дои:10.1042 / BJ20021234. PMC  1223021. PMID  12366374.
  3. ^ Кларк Д.Д., Микек МДж, Нейдл А, Ваелш Н (1959). «Аминдердің белоктарға қосылуы». Arch Biochem Biofhys. 79: 338–354. дои:10.1016/0003-9861(59)90413-8.
  4. ^ Pisano JJ, Finlayson JS, Peyton MP (мамыр 1968). «[Факриндегі кросс-сілтеме 13 фактормен полимерленген: эпсилон- (гамма-глутамил) лизин]». Ғылым. 160 (3830): 892–3. Бибкод:1968Sci ... 160..892P. дои:10.1126 / ғылым.160.3830.892. PMID  4967475. S2CID  95459438.
  5. ^ Grenard P, Bates MK, Aeschlimann D (тамыз 2001). «Трансглутаминаза гендерінің эволюциясы: адамның 15q15 хромосомасындағы трансглютаминаза гендерінің кластерін анықтау. Трансглютаминаза X және жаңа гендер отбасының мүшесі, трансглютаминаза Z кодтайтын геннің құрылымы». Биологиялық химия журналы. 276 (35): 33066–78. дои:10.1074 / jbc.M102553200. PMID  11390390.
  6. ^ Eckert RL, Kaartinen MT, Nurminskaya M, Belkin AM, Colak G, Johnson GV, Mehta K (сәуір 2014). «Жасуша қызметін трансглутаминазамен реттеу». Физиологиялық шолулар. 94 (2): 383–417. дои:10.1152 / physrev.00019.2013. PMC  4044299. PMID  24692352.
  7. ^ Эсхлиманн Д, Коеллер М.К., Аллен-Хоффман Б.Л., Мошер Д.Ф. (ақпан 1998). «Трансглутаминаза гендерінің жаңа мүшесін адамның кератиноциттерінен кодтайтын кДНҚ-ны бөліп алу. Кері транскрипция-полимеразды тізбекті деградацияланған реакциялар негізінде трансглютаминаза гендерінің өнімдерін анықтау және идентификациялау». Биологиялық химия журналы. 273 (6): 3452–60. дои:10.1074 / jbc.273.6.3452. PMID  9452468.
  8. ^ Кашиваги Т, Йокояма К, Исикава К, Оно К, Эджима Д, Мацуи Х, Сузуки Е (қараша 2002). «Streptoverticillium mobaraense микробтық трансглютаминазаның кристалдық құрылымы». Биологиялық химия журналы. 277 (46): 44252–60. дои:10.1074 / jbc.M203933200. PMID  12221081.
  9. ^ Сарди М, Карпати С, Меркл Б, Полссон М, Смит Н (наурыз 2002). «Эпидермиялық трансглютаминаза (TGase 3) - дерматит герпетиформис аутоантигені». Тәжірибелік медицина журналы. 195 (6): 747–57. дои:10.1084 / jem.20011299. PMC  2193738. PMID  11901200.
  10. ^ Karpuj MV, Becher MW, Steinman L (қаңтар 2002). «Хантингтон ауруы кезіндегі трансглутаминазаның рөлі және оның терапиялық әсері туралы дәлелдер». Халықаралық нейрохимия. 40 (1): 31–6. дои:10.1016 / S0197-0186 (01) 00060-2. PMID  11738470. S2CID  40198925.
  11. ^ Vermes I, Steur EN, Jirikowski GF, Haanen C (қазан 2004). «Паропкинсон ауруы кезіндегі ми-жұлын сұйықтығы транслгутаминазасының ұлпасының концентрациясының жоғарылауы». Қозғалыстың бұзылуы. 19 (10): 1252–4. дои:10.1002 / mds.20197. PMID  15368613. S2CID  102503.
  12. ^ Лесорт М, Чун В, Тучолски Дж, Джонсон Г.В. (қаңтар 2002). «Хантингтон ауруы кезінде тіндік трансглутаминаза рөлі бар ма?». Халықаралық нейрохимия. 40 (1): 37–52. дои:10.1016 / S0197-0186 (01) 00059-6. PMID  11738471. S2CID  7983848.
  13. ^ Köhler W (22 тамыз 2008). «Gelijmde slavink» (голланд тілінде). NRC Handelsblad. Мұрағатталды түпнұсқадан 2009 жылғы 20 ақпанда. Алынған 5 наурыз 2009.
  14. ^ Йокояма К, Нио Н, Кикучи Ю (мамыр 2004). «Микробтық трансглютаминазаның қасиеттері мен қолданылуы». Қолданбалы микробиология және биотехнология. 64 (4): 447–54. дои:10.1007 / s00253-003-1539-5. PMID  14740191. S2CID  19068193.
  15. ^ «ЕО« ет желіміне »тыйым салады - тамақ қауіпсіздігі туралы жаңалықтар». foodsafetynews.com. 24 мамыр 2010 ж. Мұрағатталды түпнұсқадан 2018 жылғы 5 сәуірде. Алынған 6 мамыр 2018.
  16. ^ Jon B (11 ақпан 2005). «Кеспе, ойлап тапты». NBC жаңалықтары. Алынған 2 сәуір 2008.

Әрі қарай оқу

  • Fesus L, Hitomi K, Kojima S (2015). Трансглутаминазалар: бірнеше функционалды модификаторлар және есірткіні жаңа табуға арналған мақсаттар. Springer Japan. ISBN  978-4-431-55823-1.
  • Nuijens T, Schmidt M (2019). Ферменттермен байланыстыру әдістері. Хумана, Нью-Йорк, Нью-Йорк. ISBN  978-1-4939-9545-5.
  • Куддус М (2018). Азық-түлік технологиясындағы ферменттер: жетілдірулер мен инновациялар. Спрингер, Сингапур. ISBN  978-981-13-1932-7.
  • Kelleher JB (11 мамыр 2012). «Өнеркәсіп ингредиенттерді қорлайды» деп мысқылдайды"". Chicago Tribune. Алынған 20 шілде 2012.
  • АҚШ патенті 5 156 956 - пептид немесе ақуыз тізбегіндегі глутамин қалдықтарының Γ-карбоксиамид тобының ацилді беру реакциясын катализдейтін трансглутаминаза.2+