Декстраназа

Российский Химико-технологический университет им. Д.И.Менделеева
Инженерный Экологический Факультет
Кафедра Биотехнологии
Доклад на тему:
"ДЕКСТРАНАЗА"
Выполнил
Студент группы Э-54:
Морозов Денис
Проверила:
Шакир И.В.
Москва
2008
Декстраназа (dextranase) – фермент под номером 3.2.1.11 в классификации
ферментов: гидролаза.гликозидаза.о-гликозидгидролаза.декстраназа. Полное название: 1,6α-D-глюкан-6-глюканогидролаза. Катализирует
гидролиз 1,6-α-глюкозидных связей в декстране с
получением изомальтозы. Фермент впервые
описали Fischer и Stein в 1960.
Представляется, что роль декстраназ в живой клетке заключается в получении ею
моносахаров, если предполагать, что декстраноподобные полисахариды выполняют
функцию запасания этих сахаров. Бонус от такого запасания определяется его
внеклеточным местонахождением и наличием механизма гидролиза на внешней стороне
мембраны и одновременного транспорта в клетку уже моносахаров. Также это защитная и
связующая функции.
Фермент продуцируют многие грибы рода Penicillium, например funiculosum. Декстраназа
имеет молекулярную массу 41 кДа. Оптимум рН = 5 – 7. Коэффициент экстинкции
= 20.
2+
2+
2+
Изоэлектрическая точка 4,55. Декстраназу активируют: Co , Mn , Cu ; ингибируют: Hg2+,
Ag2+, N-бромсукцинимид, I2. Наблюдается 30 % рост активности фермента при увеличении
молекулярной массы субстрата вдвое.
Стабилен до 40 °С.
В сухом состоянии представляет собой аморфный порошок от белого с
кремовым оттенком до светло-бежевого цвета со специфическим запахом.
Одним из коммерческих термоустойчивых препаратов декстраназы,
выпускаемых компанией MPI под торговой маркой ImmunO, является Dextranase CG
из Chaetomium gracile. Этот фермент используется не только для гидролиза декстрана, но
и для исследований с другими олигосахаридами. Он также расщепляет
декстраноподобные полисахариды из Streptococcus mutans, вызывающие кариес зубов.
Клинические исследования показали его ингибирующую активность на
формирование зубного налета и способствует удалению уже сформированного.
Оптимум действия по рН = 5 – 7; стабилен при рН = 3 – 8. Оптимум действия по
температуре 55 – 60 °С; активен при 20 – 70 °С. Фермент денатурирует и становится
нерастворимым при заморозке. Фермент также нестабилен в дистиллированной воде,
поэтому при нейтральных рН используется 10 мМ фосфатный буфер.
Декстраназу следует отличать от декстриназы (практически идентичной альфаглюкозидазе), которая расщепляет декстрин на две молекулы глюкозы.
Декстраназу применяют для профилактики кариеса зубов и гингивитов, а также
в комплексной терапии при лечении заболеваний пародонта (гингивит, пародонтит).
Обладает выраженным антибактериальным действием в отношении кариесогенной
микрофлоры и противокариесным эффектом, гидролизует декстран зубного налета. В
качестве наполнителя часто используют маннит.
Используется для изучения структуры и других полисахаридов и получения
олигосахаридов. Декстраназой расщепленные полисахариды применяются в
косметической, медицинской промышленности в качестве криопротекторов, в
пищевой промышленности в качестве стабилизаторов. Медицинские стерильные
кровезаменители – декстраны определенной молекулярной массы – тоже получают с
использованием декстраназы.
Новейшее применение декстраназы - в качестве метки при раковой терапии. В
сахарной промышленности фермент используют для удаления сахарозного шлама.
Пример промышленного культивирования декстраназы поверхностным методом.
Используется гриб Penicillium funiculosum. Наиболее интенсивный рост наблюдается на
агаризованном пивном сусле 7 °Б, для выращивания могут также использоваться
картофельно-сахарозный агар, агаризованная среда Чапека, среда Чапека-Докса, а также
многих других обычных субстратах. Оптимальная температура роста 28-30 °С, оптимальный
рН 6-8. Продолжительность развития гриба составляет 26-30 дней. Фермент выделяют из
фильтрата культуральной жидкости. Обычно концентрируют вакуум-выпариванием,
осаждают этанолом, сушат сублимацией.
Источники:
1. Fischer, E., and Stein, E.: The Enzymes Vol. 4A,P. Boyer, H. Lardy, and K. Myrback, Academic
Press, NY, 304, 1960.
2. Kobayashi, M., Mituishi, Y., and Matsuda, K., Biochem. Biophys. Res. Commum., 80(2), 306,
1978.
3. Hattori, A., Ishibashi, K., Agr. Biol. Chem., 45 (10), 2347, 1981.
4. Chaiet, L., Kempf, A., Harman, R., Kaczka, E., Weston, R., Nollstadt, K., and Wolf, F.: Isolation
of a Pure Dextranase from Penicillium funiculosum , Appl Microbiol 20, 421, 1970
5. Mizuno, M., T. Tonozuka, S Suzuki, R. Uotsu-Tomita, S. Kamitori, A. Nishikawa, and Y. Sakano.
2004. Structural insights into substrate specificity and function of glucodextranase. J. Biol. Chem.
279:10575-10583.
6. Elvira Khalikova, Petri Susi, and Timo Korpela.: Microbial Dextran-Hydrolyzing Enzymes:
Fundamentals and Applications, Microbiology and Molecular Biology Reviews, June 2005, p. 306325, Vol. 69, No. 2.