β-galaktozydaza | |||||||||||||||||||
![]() β-galaktozydaza z Penicillum sp. ( WPB 1TG7 ) | |||||||||||||||||||
Główne cechy | |||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Zatwierdzona nazwa | β-galaktozydaza 1 | ||||||||||||||||||
Symbol | GLB1 | ||||||||||||||||||
Synonimy | ELNR1, MPS4B, EBP | ||||||||||||||||||
Nr WE | 3.2.1.23 | ||||||||||||||||||
Homo sapiens | |||||||||||||||||||
Umiejscowienie | 3 pkt 22,3 | ||||||||||||||||||
Waga molekularna | 76 075 Dnia | ||||||||||||||||||
Liczba pozostałości | 677 aminokwasów | ||||||||||||||||||
Linki dostępne z GeneCards i HUGO . | |||||||||||||||||||
|
Nr WE | WE |
---|---|
numer CAS |
IUBMB | Wpis IUBMB |
---|---|
IntEnz | Widok IntEnz |
BRENDA | Wejście BRENDY |
KEGG | Wejście KEGG |
MetaCyc | Szlak metaboliczny |
PRIAM | Profil |
WPB | RCSB PDB PDBe PDBj PDBsum |
UDAĆ SIĘ | AmiGO / EGO |
Β-galaktozydazy , czasami w skrócie jako beta-gal lub beta-gal jest hydrolazy , którego rola polega na hydrolizie przez beta-galaktozydy w odważą proste. Jego korzystnymi substratami mogą być gangliozyd GM1 , laktozyloceramidy , laktoza , a także kilka glikoprotein . Jest to homotetramer złożony z czterech podobnych podjednostek o masie 116 kDa każda.
Bierze udział w metabolizmie galaktozy i sfingolipidów oraz biosyntezie glikosfingolipidów .
Jej brak (lub słaba obecność) w jelicie jest główną przyczyną niezdolności do trawienia laktozy u ludzi : mówimy o nietolerancji laktozy . Genetycznie niedobór genu GLB1 powoduje mukopolisacharydozę typu IV (MPS4), galaktozyalidozę lub gangliozydozę GM1.
Pierwszy β-galaktozydazą została zsekwencjonowana jest z E. coli , w roku 1970. Składa się on z 1024 resztami z aminokwasami . Białko składa się z czterech łańcuchów i ma masę cząsteczkową 464 kDa . Każda jednostka ma pięć domen , przy czym trzecia ma miejsce aktywne . Enzym ten można rozdzielić na dwa peptydy, LacZa i LacZΩ, przy czym żadna z jego jednostek nie jest w stanie sama być aktywna. Ta cecha jest wykorzystywana w wielu wektorach do klonowania w celu uzupełnienia α-komplementacji sztucznych, specyficznych łańcuchów Escherichia coli , przy czym krótszy peptyd (LacZα) jest kodowany przez plazmid, podczas gdy dłuższy peptyd (LacZΩ) jest kodowany in trans przez chromosom bakteryjny . Po wstawieniu fragmentów DNA do wektora i przerwaniu wytwarzania LacZa, komórka nie wykazuje już żadnej aktywności β-galaktozydazy. Powoduje to obecność dwóch typów rekombinantów: tych zdolnych do degradacji laktozy i tych, które nie mogą.
W 1995 roku Dimri i in. proponują nową izoformę β-galaktozydazy o maksymalnej aktywności przy pH 6,0, która byłaby wyrażana tylko podczas starzenia (nieodwracalnego zaprzestania wzrostu komórek). Opracowano nawet specjalny protokół pomiarowy. Dziś wiemy, że odpowiada to nagromadzeniu endogennej lizosomalnej β-galaktozydazy, a jej ekspresja nie jest przydatna dla starzenia. Mimo wszystko enzym ten pozostaje biomarkerem z wyboru dla fazy starzenia się komórek ze względu na łatwość jego wykrycia.
Miejsce aktywne β-galaktozydazy katalizuje hydrolizę jej substratu zarówno przez wiązania „powierzchniowe”, jak i „głębokie”. Jony K + oraz Mg ++ są niezbędne do uzyskania optymalnego działania enzymu. Kowalencyjne przyłączenie do substratu następuje poprzez końcową grupę karboksylową bocznego łańcucha kwasu glutaminowego .
W przypadku E. coli uważano, że aminokwas Glu 461 był zaangażowany w tę reakcję podstawienia. Teraz wiemy, że ten aminokwas jest w rzeczywistości katalizatorem kwasowym i że jest to raczej Glu 537, który jest kowalencyjnym półproduktem.
W ludzi The nukleofilowe słup z hydrolizy oznacza Glu 268 .
Beta-galaktozydaza związana ze starzeniem się (SA-β-gal lub β -galaktozydaza związana ze starzeniem się ) jest enzymem podobnym do hydrolazy, który katalizuje hydrolizę monosacharydu β-galaktozydów tylko w starzejących się komórkach. Beta-galaktozydaza związana ze starzeniem się, wraz z p16 Ink4A , jest uważana za biomarker starzenia się komórek.
Jego istnienie zostało zaproponowane w 1995 roku po obserwacji, że gdy testy beta-galaktozydazy przeprowadzono przy pH 6, tylko komórki w stanie starzenia rozwijają barwienie. Zaproponowano test cytochemiczny oparty na wytwarzaniu zabarwionego na niebiesko osadu, który powstaje w wyniku rozszczepienia chromogennego substratu X-Gal, który zabarwia się na niebiesko po rozszczepieniu przez galaktozydazę. Od tego czasu opracowano jeszcze bardziej szczegółowe testy ilościowe do jego wykrywania w pH 6,0. Obecnie zjawisko to tłumaczy się nadekspresją i akumulacją endogennej lizosomalnej beta-galaktozydazy, w szczególności w starzejących się komórkach. Jego ekspresja nie jest wymagana do starzenia. Pozostaje jednak najszerzej stosowanym biomarkerem dla starzejących się i starzejących się komórek, ponieważ jest łatwy do wykrycia i niezawodny zarówno in situ, jak i in vitro .
Enzym ten jest poszukiwany w galeriach identyfikacji bakterii: przy braku degradacji laktozy można się zastanawiać nad obecnością tego enzymu, a także obecnością poryn , molekuł transportujących białko błonowe.
Izopropylowy β-D-1-tiogalaktopiranozyd lub IPTG ma zdolność do wiązania i hamowania represor lac, indukując w ten sposób transkrypcji genu kodującej p-galaktozydazę .
Β-galaktozydaza służy jako kontrola transformacji na szalce Petriego dla komórek bakteryjnych, które zintegrowały plazmid zawierający gen Lac Z kodujący β-galaktozydazę.
Przez hodowanie komórek w pożywce zawierającej X-ga l (bezbarwny podłoża) można wybrać z bakterii, które są zintegrowane z plazmidu zawierającego Lac Z. Należy podkreślić, że te, które włączyły lacZ kodowanie p-galaktozydazy, które rozszczepiają X- gal, przycięty X-gal zmieni kolor na niebieski. Bakterie, które nie zintegrowały Lac-Z nie będą wyrażać β-galaktozydazy i pozostaną białe, ponieważ X-gal nie zostanie rozszczepiony.