کتوز 3-اپیمراز نه تنها در استراتژی تبدیل زیستی مونوساکاریدهای حلقوی، به نام Izumoring، بلکه در تولید بیولوژیکی صنعتی d-پسیکوز، یک قند جدید کم{4}}کالری جدید که به طور گسترده در صنایع غذایی و پزشکی استفاده میشود، نقش مهمی داشت. از آنجایی که واکنشهای جانبی غیر آنزیمی را میتوان در شرایط اسیدی کاهش داد، pH کمی اسیدی یکی از مسائل اصلی تولید بیولوژیکی d-پسیکوز است.
همه چیزهایی که باید بدانید
آنزیم اپی مراز چیست؟
چگونه می توان D{0}}پسیکوز را از گلوکز به دست آورد؟
تولید d-پسیکوز از d-گلوکز به بیان و عملکرد هم افزایی زایلوز ایزومراز و d-پسیکوز 3-اپیمراز نیاز دارد.
تفاوت بین اپی مراز و ایزومراز چیست؟
ایزومرازها عمدتاً برای کاتالیز کردن ایزومریزاسیون بین آلدوزها و کتوزها استفاده می شوند، در حالی که اپی مرازها وارونگی استریوشیمی در مولکول های قند با اتم های کربن کایرال متعدد را تسهیل می کنند.
اگر کربوهیدرات نخورید برای گلیکوژن چه اتفاقی می افتد؟
نخوردن کربوهیدرات کافی
رژیمهای کم کربوهیدرات یا محدودکننده میتوانند به میزان قابل توجهی ذخایر گلیکوژن را کاهش دهند. در حالی که برخی افراد مصرف کمتر کربوهیدرات را به خوبی تحمل می کنند، برخی دیگر به سرعت دچار خستگی می شوند. مغز و عضلات شما به شدت به گلوکز متکی هستند. بدون کربوهیدرات کافی در رژیم غذایی، ذخایر گلیکوژن کاهش می یابد.
برنامه های اصلی:
در صنایع غذایی
به عنوان بیوکاتالیست کلیدی برای سنتز D-پسیکوز، به طور خاص اپیمر شدن D-فروکتوز را در موقعیت C3 کاتالیز میکند تا به طور مؤثر D{3}}پسیکوز تولید کند.
تولید شیرینکننده کم کالری: D-پسیکوز یک جایگزین ایدهآل ساکارز با تقریباً 70 درصد شیرینی ساکارز و تنها 10 درصد از کالری آن است، بدون تأثیر قابل توجهی بر گلوکز خون. این به طور گسترده در نوشیدنیها، شیرینیپزیها، محصولات پخته شده و سایر غذاهای سالم{5}کم قند استفاده میشود.
بهبود فرآوری غذا: واکنش Maillard را برای افزایش طعم و رنگ در محصولات پخته شده ترویج میکند، ظرفیت نگهداری آب و بافت را بهبود میبخشد، و شفافیت محصولات آبمیوه را بهینه میکند.
توسعه عملکردی غذا: D{0}}پسیکوز دارای عملکردهای فیزیولوژیکی مانند مهار تجمع چربی، تنظیم گلوکز خون و اثرات ضد التهابی است، بنابراین در غذاهای افراد مبتلا به چاقی، دیابت و چربی خون استفاده می شود.
در بیوتکنولوژی صنعتی
تبدیل زیست توده: در پیش تصفیه ضایعات کشاورزی مانند ذرت و سبوس گندم شرکت می کند، قندهای قابل تخمیر آزاد می کند و عملکرد بیواتانول و مواد شیمیایی مبتنی بر زیست{0}} را بهبود می بخشد.
صنعت خمیر و کاغذ: استخراج لیگنین و راندمان سفید کننده را بهبود می بخشد، استفاده از مواد سفید کننده شیمیایی و آلودگی محیط را کاهش می دهد.
سنتز مواد زیستی: تولید مشتقات قندی را که به عنوان مواد خام برای بسته بندی های تجزیه پذیر و مواد پلیمری بیولوژیکی استفاده می شود را کاتالیز می کند.
در پزشکی و زیست پزشکی
سنتز قند نادر: به عنوان یک آنزیم ابزار کلیدی برای تهیه D{0}پسیکوز، D-تاگاتوز و سایر قندهای کمیاب، که پیش سازهای مهمی برای تحقیق و توسعه داروهای ضد التهابی، آنتی اکسیدانی و محافظت کننده عصبی هستند، عمل می کند.
معرف های تشخیصی: DPEase نوترکیب می تواند به عنوان یک معرف آنزیمی برای تجزیه و تحلیل ساختار کربوهیدرات و تشخیص کمکی شاخص های گلیکومتابولیسم استفاده شود.
نتایج تحلیلی
| مورد آزمایشی | روش / مرجع | مشخصات آموزنده | نتیجه نماینده | نتیجه گیری |
|---|---|---|---|---|
| نام آنزیم / هویت | پایگاه داده EC / ExpASy | D{0}}پسیکوز 3-اپیمراز | EC 5.1.3.30; نام های جایگزین: D-آلولوز 3-اپیمراز، DPEase (Expasy ENZYME) | مطابقت دارد |
| واکنش کاتالیز شده | ورود آنزیم ExPASy | اپیمریزاسیون برگشت پذیر C-3 | D-آلولوز ⇌ کتو-D-فروکتوز (Expasy ENZYME) | مطابقت دارد |
| ویژگی بستر | ExPASy / UniProt | ویژگی بالا برای D{0}}پسیکوز / D-جفت فروکتوز | بسیار خاص برای D-پسیکوز؛ فعالیت بسیار کم با D-تاگاتوز (Expasy ENZYME) | مطابقت دارد |
| نیاز کوفاکتور | توصیف ادبیات / UniProt | آنزیم وابسته به فلز- | Mn²⁺ ترجیح داده شده؛ Co²⁺ نیز فعال است. Mg2+/Fe2+/Ni2+ فعالیت کمتری نشان می دهد (اسپرینگر) | مطابقت دارد |
| وزن مولکولی ظاهری (مونومر) | SDS-PAGE / ادبیات | 30-33 کیلو دالتون | باند پروتئینی در حدود 30 کیلو دالتون مشاهده شد. اندازه پیش بینی شده حدود 33 کیلو دالتون (اسپرینگر) | مطابقت دارد |
| ساختار کواترنر | ادبیات ساختار کریستالی | آنزیم تترامر | آنزیم بومی به عنوان تترامر گزارش شده است. هر مونومر متعلق به TIM{0}}فولد بشکه (RCSB PDB) است | مطابقت دارد |
| pH بهینه | سنجش فعالیت آنزیمی | به طور معمول نزدیک به خنثی است | pH بهینه نماینده=7.5 (گزارش شده برای نمونههای مربوط به تولید مواد غذایی نوترکیب{{1}) (اسپرینگر) | مطابقت دارد |
| دمای مطلوب | سنجش فعالیت آنزیمی | فعالیت حرارتی متوسط | دمای بهینه نماینده=50–۵۵ درجه (اسپرینگر) | مطابقت دارد |
| سطح Mn²⁺ توصیه شده برای تبدیل | خصوصیات فرآیند | سطح-میلی متر پایین | 1 میلی مولار Mn2+ برای IfDPEase گزارش شده است. 10 میلیمولار Mn²+ برای بهینهسازی فرآیند DPEase نوترکیب A. tumefaciens (MDPI) گزارش شده است. | مطابقت دارد |
| عملکرد تبدیل نماینده A | داده های فرآیند ادبیات | فقط اطلاع رسانی | در pH 7.5، 55 درجه، 10 میلیمولار Mn²+: 25% (وزنی/حجمی) فروکتوز 5.60% (وزنی/حجمی) D-پسیکوز داد. نرخ تبدیل 22.42% (اسپرینگر) | آموزنده |
| عملکرد تبدیل نماینده B | داده های فرآیند ادبیات | فقط اطلاع رسانی | در pH 7.5، 50 درجه، 1 میلیمولار Mn²+: 36.1 درصد D{4}}پسیکوز بهدستآمده از 10 میلیگرم در میلیلیتر D{6}}فروکتوز (MDPI) | آموزنده |
| ارتباط برنامه | EFSA / ادبیات صنعتی | برای تولید D{0}}آلولوز استفاده می شود | آمادهسازیهای آنزیمی غذایی D-پسیکوز 3-اپیمراز برای استفاده در فرآیندهای ایزومریزاسیون فروکتوز-به-D-آلولوز ارزیابی میشوند (efsa.onlinelibrary.wiley.com) | مطابقت دارد |
فرآیند تولید
