enzim ne tür bir makromoleküldür？

Hepimizin bildiği gibi, canlı organizmalar hücrelerden oluşur. Enzimler insan vücudundaki metabolizmanın katalizörleridir ve sadece enzimler mevcut olduğunda insan vücudunda kimyasal reaksiyonlar gerçekleşebilir, vücuttaki metabolizma ilerleyebilir ve her hücre her türlü yaşam aktivitesini gösterebilir. Vücutta ne kadar çok enzim varsa, yaşam o kadar eksiksiz, o kadar sağlıklı olur. İnsan hastalıklarının çoğu enzim eksikliği veya sentez bozukluğu ile ilgilidir.

Nitekim enzimler hayatımızda sıkça karşımıza çıkmaktadır, örneğin enzimce zenginleştirilmiş çamaşır deterjanı, kreatin kinaz ve kandaki diğer "enzim" göstergeleri vb. her yerde "enzim" bulunmaktadır. Bugün, enzimlere ve işlevlerine bir göz atalım.

Enzim nedir?

Enzimler, yüksek verimliliğe ve spesifik katalitik etkilere sahip proteinlerdir. Vücuttaki hemen hemen tüm metabolik reaksiyonlar enzimlerin katılımını gerektirir ve madde metabolizmasının kontrolü çoğunlukla enzim aktivitesinin düzenlenmesi yoluyla gerçekleştirilir. Artık birçok insan hastalığının belirli enzimlerin mutasyonuna, azalmasına veya yokluğuna bağlı olduğu ve bu nedenle enzim eksikliği veya mutasyonunun metabolik bozukluklara neden olabileceği ve hastalığa yol açabileceği açıktır. Bir katalizör sadece bir kimyasal reaksiyonu bir denge noktasına kadar hızlandırır, denge noktasını değiştirmez.

Aynı durum enzimler için de geçerlidir, ancak enzimatik olmayan katalizörlere kıyasla son derece etkilidirler; dahası, enzimler yalnızca belirli maddelerin (efektörler olarak adlandırılır) belirli kimyasal reaksiyonlarını katalize eder, yan ürünler olmadan belirli ürünler üretir, yani enzimler çok yüksek derecede özgüllüğe sahiptir. Bir enzimin katalitik yeteneği enzim aktivitesi olarak adlandırılır ve ölçülebilir ve enzim miktarı genellikle aktivitesi cinsinden ifade edilir. Belirli enzimlerin aktivitesinin ölçülmesi genellikle hastalıkların teşhisinde yardımcı olur, bu nedenle enzimoloji hastalıkların etiyolojisi, teşhisi ve tedavisi ile çok yakından ilgilidir.

Enzimlerin doğası

Çin'de Shang ve Zhou Hanedanlıkları döneminde, mikroorganizmalarda enzimlerin bira yapımı, sos yapımı ve şurup yapımı gibi üretim faaliyetlerine dair kayıtlar bulunmaktadır. Ancak 20. yüzyılın başlarına kadar enzimlerin doğası hakkında bir sonuca varılamamıştır; 19. yüzyılın ortalarında hala enzimlerin canlı organizmalarda çalışması gerektiğine inanılıyordu; "enzim" kelimesinin orijinal Yunanca anlamı "mayada" idi ve ancak 1897'de hücresiz maya özlerinin fermente edilebileceği keşfedildiğinde enzimlerin hala hücre dışında çalışabileceği anlaşıldı.

1926 yılında Amerikalı bir biyokimyacı olan J.B. Sumner, üreazı saflaştırıp kristalize ederek bir protein olduğunu kanıtlamış ve enzimlerin protein olduğu kavramını ortaya atan ilk kişi olmuştur. Ancak, o zamanki akademik otorite daha fazla itiraz ederek, enzimin kristalize edildiğini düşünmüyor, aksine, proteinin kristalizasyonunun işlevsel olmadığını, kirleticilerin rolünün ise bilinmeyen doğaya bağlı olduğunu düşünüyordu. Daha sonra, diğer bilim adamları da pepsin ve tripsin ve diğer protein hidrolazlar gibi saflaştırılmış ve kristalize edilmiş ve ayrıca protein olduklarını kanıtlamışlardır, enzimin özü bir proteindir, bu sonuç bilimsel topluluk tarafından kabul edilmektedir.
Binlerce enzim keşfedilmiş, yüzlerce enzim saflaştırılmış ve kristalize edilmiş, ayrıca analiz edilmiş ve enzimin birinci seviyesinin kimyasal yapısı belirlenmiş, protein oldukları kanıtlanmıştır. Enzimlerin protein olduğu kavramı o kadar sağlamdır ki, proteinler dışında katalitik özelliklere sahip makromoleküller keşfedilseydi, bunları enzim olarak adlandırmak uygunsuz olurdu. Bu nedenle, katalitik aktiviteye sahip yeni keşfedilen birkaç ribonükleik asit enzim benzeri olarak adlandırılmıştır.

Enzim özgüllüğü

Bir enzimin en çarpıcı özelliklerinden biri, katalizlediği reaksiyonun spesifikliğidir (veya özgüllüğüdür). Bu, hem enzimin efektör seçimini hem de katalizlediği reaksiyonun özgüllüğünü ifade eder. Özgüllük derecesi enzimden enzime değişir.
Örneğin, üreaz sadece ürenin CO2 ve NH3'e hidrolizini katalize eder; süksinat dehidrojenaz efektör olarak sadece süksinik asit, özgüllükleri son derece katıdır, bu da mutlak özgüllük olarak adlandırılabilir, daha fazla enzimin ortak bir grubu veya kimyasal bağ seçiciliği vardır; örneğin fosfataz, fosforik asidi uzaklaştırmak için birçok fosforik asit içeren bileşiğin hidrolizini katalize edebilir ve esterazlar, birçok farklı bileşiğin ester bağının hidrolizini katalize eder, daha az katı olanın seçimi. Bu göreceli özgüllük olarak adlandırılabilir.

Maddelerin etkisi için farklı enzimlerin özgüllüğünün büyük ölçüde değiştiği görülebilir, hatta aynı enzim sınıfı bile, farklı kaynaklar nedeniyle, katı tutarsızlık derecesinin özgüllük derecesi.

Enzimlerin önemi

İnsan vücudu ve diğer organizmalar binlerce farklı kimyasal reaksiyondan geçer. Sindirim, emilim, taşıma, sentez, salgı, hareket ve üreme gibi tüm faaliyetler (genellikle madde metabolizması olarak adlandırılır) kimyasal reaksiyonlara dayanır. Bu reaksiyonların çoğu yavaştır, ancak enzimler bunları hızlandırır, böylece yaşamın bağlı olduğu çeşitli faaliyetler zamanında gerçekleştirilebilir. Bu reaksiyonların büyük çoğunluğu hücrede gerçekleşir; her reaksiyon farklı bir enzim tarafından katalize edilir; hücre, çeşitli organellere ayrılmış, yaşam için kritik reaksiyonları metodik olarak katalize eden binlerce enzim içerir.

Örnek olarak her gün yediğimiz nişastayı ele alalım, nişasta sindirim sisteminde sindirilir ve amilaz ve diğer katalitik enzimler tarafından glikoza hidrolize edilirken, glikoz hücreye girer, bu da enzimler tarafından katalize edilir ve hücredeki glikozun çeşitli metabolizmaları, glikozu karbondioksit ve suya oksitleyen ve enerji sağlayan ve ayrıca yağ gibi diğer maddelere dönüştürülebilen bir dizi enzim katalizli reaksiyondur. Glikozun vücuttaki oksidasyonu ve vücut dışındaki yanması ile karşılaştırıldığında, ürünler karbondioksit ve su olmasına ve her ikisi de enerji açığa çıkarmasına rağmen, vücuttaki glikozun oksidasyonu enzimler tarafından katalize edilir ve oda sıcaklığı gibi ılımlı koşullar altında gerçekleştirilir ve bir dizi adımdan geçer ve kademeli olarak kolayca kullanılabilen enerji açığa çıkarır, bu da vücut dışındaki yanmadan son derece farklıdır.

I. Gıda fermantasyon endüstrisinde

Soya sosu üretiminde, Aspergillus oryzae tarafından salgılanan proteazlar kullanılarak hammaddelerdeki proteinler parçalanır ve peptitlere, amino asitlere vb. dönüştürülerek renk, aroma ve tada sahip soya sosu elde edilir. Örneğin, soya sosu üretiminde kullanılan asidik proteaz, kuş üzümündeki enzim eksikliğini telafi edebilir, soya sosu ve sirke hammaddelerindeki proteinin ayrışmasını teşvik edebilir, üretim sürecini güçlendirebilir ve büyük ölçekli üretimi kolaylaştırabilir. Ayrıca, proteazın hidrolizi soya sosu ruhlarındaki amino nitrojen içeriğini artırabilir, böylece fermantasyon sürecini ve aroma ve lezzet maddelerinin oluşumunu teşvik edebilir. Aynı zamanda hammaddelerin kullanım oranını artırmaya, gıda tasarrufu sağlamaya, maliyetleri düşürmeye ve üretimin iyileştirilmesine ve ürün kalitesinin istikrarına katkıda bulunmaya yardımcı olur.

II. Bira yapımında

Malt miktarı azaldığında ve yardımcı maddeler arttığında, proteinleri tamamen parçalamak için genellikle ek proteaz gerekir ve mikrobiyal asit proteaz da etkili bir bira berraklaştırıcıdır.

III. Tabaklama üretiminde

Tabaklama hammaddesi deri lifli protein derinin yararlı bir bileşenidir, ancak lif boşluğunda ve epidermiste birçok lifli olmayan protein de vardır, bu proteinlerin içeriği azdır, çıkarılmazsa bitmiş deri sert ve kırılgan hale gelecektir. Bu nedenle proteaza güvenmek zorundayız, proteaz deri işlemede interstisyel proteinlerin ayrıştırılmasında kullanılır, nötr ve alkali proteaz preparatının yerli üretimi enzim dehairing için kullanılabilir.

Dört. Jelatin ve çözünebilir kolajen lifi üretiminde kullanılır:

Kireçli su ile deri, kemik ve diğer hammaddeleri yağ ve gres ve çeşitli proteinler vb. ile süzen endüstri, bu işlem birkaç aya kadar zaman alır, emek yoğun, düşük jelatin oranı ve enerji tüketimi, kolajenin proteaz saflaştırması, jelatin saflığı, kalitesi, bağıl moleküler kütle homojenliği, bütünün moleküler düzenlemesi, üretim döngüsü kısadır, jelatin verimi yüksektir.

V. Yünün düşük sıcaklıkta boyanmasında ön işlem için kullanılır:

Yüksek sıcaklıkta boyama ile yün, yünün mukavemetine zarar verir ve elyaf keçeleşme kasılmasına ve saç gövdesi ereksiyonuna neden olur, yünün proteaz tedavisi ile kaynama noktasında boyama, 2 dakikalık renk oranı neredeyse 100%'ye kadar, bitmiş ürün rengi ve parlaklığı parlaktır, dolgun hissedilir ve yakıt içeriğindeki atık su büyük ölçüde azalır.

İpek gam giderme için:

Ham ipek kumaşlar degumming olmalıdır, ipek tutkalı bir proteindir, ülkemiz geleneksel olarak degumming için yüksek sıcaklıkta rafine etme alkali sabun yöntemini kullanmıştır, birçok eksiklik, ipek pigmentinin alkali istilası, parlaklığı etkilemesi kolaydır ve proteaz degumming ile bitmiş ürün yağlanır ve dokunuşa yumuşak, parlak ve parlaktır ve degumming süresi kısadır, çalışma sıcaklığı düşüktür ve verimlilik artar.

Enzim genetik mühendisliği ve protein mühendisliği 1990'larda endüstriyel biyokataliz, protein yönlendirmeli evrimin yükselişi, genomik ve proteomik teknoloji gelişimi. Endüstriyel biyokatalizin özü enzimlerin uygulanmasıdır. Geleneksel kimyasal kataliz ile karşılaştırıldığında, biyokataliz, enzimin yapısını anlamaya gerek kalmadan insanların isteklerine göre "yeniden evrim" gerçekleştirmelerine olanak tanıyan bölgeye özgüllük ve stereospesifiklik avantajlarına sahiptir ve gen klonlama, rastgele mutasyon veya hibridizasyon, hedefli mutasyon ve hataya eğilimli PCR yöntemleriyle mutasyon kütüphanelerinin oluşturulması için kullanılabilir. Mutasyon kütüphaneleri, enzim aktivitesini, kararlılığını, stereoseçiciliğini ve sulu olmayan reaksiyon özelliklerini geliştirmek için yüksek verimli tarama stratejileriyle birleştirilebilen klonlama, rastgele mutasyon veya hibridizasyon, hedefli mutasyon ve hataya eğilimli PCR ile oluşturulabilir.

Ksilanaz hemiselülozun parçalanması için anahtar bir enzimdir ve Çin'de Streptomyces olivaceus genini kullanarak Pichia piscine mayası Pichiapastoris'e aktardık ve etkili bir ekspresyon elde ettik. Enzim aktivitesi 1,200 U/mL ve spesifik aktivite 2,869 U/mg idi. Proteaz bozunmasına karşı çok iyi bir dirence sahiptir [3]. Asidofilik mantar Biospora sp. MEY-1'in dört geni, heterolog ekspresyon için Saccharomyces cerevisiae'ye başarıyla klonlandı ve rekombinant maya XYL11 enziminin spesifik aktivitesi 1,8831 U/mg idi ve enzim, 10 dakika boyunca 90 ℃'de canlılığının 87%'sinden fazlasını korudu. Yulaf ksilanının bozunması esas olarak proteaz bozunmasına karşı iyi bir dirence sahip olan ksiloz ve ksilan-disakkarit üretir [8]. Siyah frenk üzümü IME-216'nın ksilan üreten geni klonlanmış ve Saccharomyces cerevisiae'de ifade edilmiş ve canlılık 90 000 U/mL'ye çıkarılmıştır [8] ve 30'dan fazla ksilanaz geninin geri kalanı Escherichia coli'de ifade edilmiştir ve diğer makalelerden ayrıntılı olarak bahsedilmeyecektir.

Yem enzimleri, dünya endüstriyel enzim endüstrisinde en hızlı büyüyen ve en güçlü enzim endüstrisi haline gelmiştir. Fitaz, yemdeki fitik asidin inorganik fosfat ve inositole parçalanması için kullanılan bir yem katkı maddesidir. Çin Tarım Bilimleri Akademisi Yem Araştırmaları Enstitüsü, Aspergillus niger963 fitaz genini Saccharomyces cerevisiae ile rekombine ederek yüksek verimli ekspresyon elde etmiş ve enzim aktivitesi 8×105IU/mL'ye ulaşarak orijinal Aspergillus niger'den 3.000 kat daha yüksek ve yurtdışında rapor edilen mühendislik ürünü mantarlardan çok daha yüksek olmuştur [4, 11]. 11] ve Çin'de birkaç üretim işletmesi kurulmuştur.

Selülaz çok enzimli kompleks bir enzim sistemidir, irrasyonel tasarım selülaz yönlendirmeli evrimin mevcut yöntemidir, Aspergillus xylosus selüloz ekzonükleaz ve selüloz endonükleaz işlevini göstermek için faj içinde olmuştur. Şu anda, tekstil ve deterjanlarda kullanılabilen orta alkalin selülaz için bir dizi gen klonlanmış ve ifade edilmiştir ve kağıt endüstrisi kullanımı için nötr endoselülaz mühendisliği bakterilerinin optimize edilmiş ekimi, enzim aktivitesi 32.529 U / mL'ye kadar çıkmıştır [10], bu da orijinal suşun 7.8 katına çıkmıştır. Fusarium ampullaia crossean'ın çok işlevli selülaz geni E. coli'de ifade edilmiş ve ksilan, p-nitrofenol fiber disakkarit glikozitler ve karboksimetil selüloza karşı iyi hidrolitik aktiviteye sahip yüksek spesifik aktiviteye sahip bir selülaz hattı elde edilmiştir [5]. Mycobacterium anthropophilum S38 Swollenin geninin klonlanması, fungal bozunma selülaz sisteminin bir bileşeni olan hidrojen bağlarını bozuyor olabilir [6]. Ayrıca, Çin'de sarı kanatlı dev termitin lignoselüloz parçalayıcı enzim sistemi üzerine araştırmalar yapılmıştır

Lipaz, biyosentezde önemli bir enzim sınıfıdır. Şu anda Çin, rasyonel tasarım yoluyla olgunlaştırılan üç lipaz geninin modifikasyonu, üretimi ve uygulaması için teknik bir platform oluşturmuştur. Penicillium expansum FS8486'nın enzim aktivitesi, gen yeniden düzenleme teknolojisi kullanılarak 317% ile artırılmıştır [7]. Açık kapaklı lipaz elde etmek için hedeflenen mutasyon için lipaz "kapak" yapısı, enzim spesifik aktivitesi 5,7 kat, iki fazlı katalitik verimlilik 1,8 kat artmıştır [8].
Çin ayrıca yüzey görüntüleme mühendislik bakterileri, E. coli mühendislik bakterileri, Picrosporum mühendislik bakterileri, yüksek yoğunluklu kültür teknolojisi platformu, Pseudohyphae Candida sp. 99-125 lipaz aktivitesini 15 000 U/mL'den daha fazlasına ulaşmıştır [9]. Klonlanmış Rhizopus miehei lipazı iki Pichia mayasında başarıyla ifade edilmiş ve en yüksek enzim aktivitesi 18 000 U/mL'ye ulaşmıştır. Enzim aktivitesi 6 ay boyunca 4 ℃'de azalmamış ve biyodizel verimi 12 saatte 95%'den fazla olmuştur [9]. Rhizopuschinensis lipaz geni Picrosylla'ya başarıyla klonlanmış ve birlikte eksprese edilen iki şaperon proteini enzim aktivitesini 30% artırabilmiş ve enzim aktivitesi 16 200 U/mL'ye ulaşmıştır [10-11]. Aynı zamanda, organik çözücülere karşı iyi tolerans ve termal stabiliteye sahip hücreye bağlı lipaz çalışması da gerçekleştirilmiştir.

Amilaz, enzim pazarının 25%'sini oluşturan çok önemli bir endüstriyel enzimdir. Şu anda, endüstri esas olarak yüksek sıcaklık enzimidir, derin deniz sıvı ağzı termofilik anaerobik arke Thermococcus cinsi Thermococcus, hücre dışı ısıya dayanıklı yüksek sıcaklık enzimi üretmiştir, optimum sıcaklık 95 ℃, 100 ℃ hala enzim geninin canlılığının 60%'sine sahiptir PCR ile klonlandı ve E. coli'de ifade edildi [7]. Isıya dayanıklı nişasta üreten Geobacillus bakterilerinin iki suşu da Tengchong, Yunnan'dan izole edilmiş ve saflaştırmadan sonra spesifik canlılık 1.320 ve 890 U/mg olmuştur [7]. Bacillus alcalophilus'un geni, Bacillus subtilis'in 450 U/mL'lik bir aktivite ile heterolog olarak ifade edildiği PCR ile klonlanmıştır [9]. Nişasta işleme için enerji tasarrufu ve enerji azaltıcı olan mezofilik asidik α-amilaz, Bacillus sp. α-amilaz geni, B. amyliquefaciens α-amilaz geni ile 98% homolojiye sahiptir [7].

Mannanaz hemiselülaza aittir ve mannan oligosakkarit hazırlanması için uygundur. Zhaodong Şehri, Richeng enzim hazırlama şirketi, Aspergillus niger mühendislik bakterisi asidik β-mannanaz ekspresyon aktivitesi 20 000 U / mL, mevcut üretim seviyesi için 25 kat suş, mantar genetik mühendisliği bakterilerinin lider konumunda [10]. Yüksek sıcaklık ve asit direncine sahip A. tabescens MAN 47 β-mannanaz mutantı, DNA karıştırma hedefli mutasyonla elde edilmiş ve 80 ℃ yüksek sıcaklık ve pH 4.0'daki enzim aktivitesi, vahşi tipin 10 katı olmuştur. N-glikozilasyon bölgelerinin hedefli olarak eklenmesi, A. tabescens'te hem vahşi tip hem de mutantın ekspresyonunu sağladı ve ısı stabilitesi, asit stabilitesi ve proteaz direnci geliştirildi. Yabani tipten 3-5 kat daha yüksek mannanaz aktivitesine sahip üç mutant da elde edilmiştir [10-11]. Thermoanaerobacter thermophilus'tan ısıya dayanıklı bir β-1,4-mannanaz klonlanmış ve bu enzim yüksek sıcaklıkta, düşük geçirgenlikli petrol kuyularında ve hidroksiguar sakızına karşı 80 ℃'de en yüksek aktiviteye sahip olmuştur. Bu enzimin yarı ömrü 46 saattir [10].

Lakkaz, bakır içeren bir polifenol oksidaz, ligninolitik enzimdir, ayrıca fenollerin, aromatik aminlerin, oligomerlerin sentezini katalize edebilir. Tanya ruderalis'ten Saccharomyces cerevisiae'ye klonlanan lakkaz geninin ekspresyon aktivitesi 9.03 U/mL olup, orijinal suştan 3 kat daha yüksektir [5]. Yabani Gramineae Panus rudis lakkazı, salgılama ve ekspresyon için Picros mayasına dönüştürülmüş ve enzimin spesifik aktivitesi 16,17 U/mg olup, hedeflenen mutasyon ve rastgele mutasyon ile 4,4 kat artmıştır [7]. Yeni deniz bakteriyel lakkaz, amino asit hedefli mutageneze tabi tutulmuş ve mutantın yarı ömrü 3 kat uzatılmış ve çözünür protein, optimizasyon öncesine kıyasla 244% artmıştır. Fermantasyon verimi vahşi tipten 7,9 kat daha yüksekti [10]. Tropikal bir beyaz çürükçül mantar türünden elde edilen lakkazın enzim aktivitesi 11.400 U/L'ye ulaşmıştır (guaiacol yöntemi) [7].

Thaumatin polisakkaridaz olarak da bilinen Pullulanaz, α-1,6-glukosidik bağları parçalayan bir ayrıştırıcı enzimdir. Thermococcus sp. HJ21, optimum sıcaklığı 95 ℃ olan hücre dışı yüksek sıcaklık Pullulanaz üretir ve enzim aktivitesi 2 saat boyunca 100 ℃'de 50%'den daha fazladır [7]. Bu enzim için gen PCR ile klonlanmıştır. Anoxy bacillus sp. p28 purulanaz gen dizisine klonlandı ve rekombinant plazmid oluşturuldu. E. coli'ye dönüştürülen ürün, tip I Pullulanaz olan tek bir maltotriozdu. Tengchong kaplıcasından izole edilen ısıya dirençli anaerobik Bacillus sp. purulanaz geni Bacillus subtilis'e tanıtıldı ve ifade edildi. 60 ℃ ve 48 saatte hala 50%'den fazla canlılık korunmuştur ve hücre dışı enzim aktivitesi 42 U / mL idi, bu da ekspresyon canlılığında 40 kat artış anlamına geliyordu [10]. Nanjing Bestjie Biyomühendislik Şirketi, gen nakavt ve rekombinasyon teknolojisi sayesinde yabani Bacillus Pullulanase genini modifiye etti ve 96,5'in üzerinde DE değerine sahip glikoz hazırlayabilen glukoamilaz ile kompozit bir enzim yaptı ve ticari adı glikoz üretimini karşılayabilen Yüksek DEX serisidir ve uluslararası seviyeye ulaşır [10].

Penisilin açilaz, β-laktam antibiyotik endüstrisinde anahtar enzimdir. Çin, 820 U/mL'lik bir mutant suş canlılığı elde etmek için mutajenez yoluyla enzim sentezi antibiyotik endüstrisine, penisilin açilazına başarıyla girmiştir [2]. Bacillus megaterium penisilin açilaz geninin klonlanması Bacillus subtilis'te 30 U/mL canlılık ile ifade edilmiştir [4]. Penisilin açilaz, Bacillus subtilis'te 864 U/L'de salgılandı ve ifade edildi; bu, vahşi tip Bacillus benzeri üretici A. faecalis'in veriminden 144 kat daha yüksekti [5]. B. faecalis'in penisilin açilazı E. coli'de salgılandı ve ifade edildi ve mühendislik ürünü bakterinin geliştirilmiş kültürünün enzim aktivitesi >2.000 U/L idi. 7-amino sefalosporanik asit açilaz (GL-7-ACA açilaz) sefalosporin C'yi dönüştürebilir ve 266 U/L'ye kadar en yüksek enzim aktivitesi ile E. coli'de ifade edilmiştir [5] ve Eupergitc vektöründe immobilize edilen Bacillus megaterium'dan penisilin açilaz 30 parti ardışık dönüşüm üretmiştir. Enzim, Eupergitc vektörü ile immobilize edilmiş ve aktivitede herhangi bir azalma olmadan 30 ardışık parti halinde üretilmiştir [6].

D-amino asit oksidaz, karşılık gelen keto asitleri ve amonyağı üretmek için D-amino asitlerin üretimini katalize edebilir, bu enzim ve 7-aminocephalosporanic asit asilaz (7-ACA asilaz) sefalosporinlerin iki aşamalı üretimi önemli hammadde 7-aminocephalosporanic asit (7-ACA). Metanolik maya tarafından ifade edilen D-amino asit oksidaz kullanılarak yüksek oranda ifade edilen bir rekombinant Picrosporum spp. oluşturulmuş ve fermantasyon canlılığı 14 L tanklarda 8 000-1 2000 U/L'ye ulaşmıştır [5]. Picot mayası füzyonu ile ifade edilen ve 1 700 U/L canlılığa sahip D-amino asit oksidaz inşa edilmiştir [5] ve 1 500 U/L'ye kadar konstitütif suşlar ve 900 U/L'ye kadar indüklenebilir suşlarla iki tip rekombinant GL-7-ACA asilaz da inşa edilmiştir ve immobilize enzimlerin dönüşüm oranı 97%'ye ulaşmıştır [5]. Saccharomyces cerevisiae'nin D-amino asit oksidaz geni, 23.3 U/mL'lik bir ifade gücü ile E. coli'ye aktarılmıştır[5] .
D-amino asit oksidaz, Amberzyme epoksi reçinesi üzerinde 14 parti boyunca canlılıkta herhangi bir azalma olmadan immobilize edilmiş ve dönüştürülmüştür [6]. P-hidroksifenilglisin, Amberzyme ve D-karbamoil hidrolazın iki aşamalı katalitik hazırlanmasıyla hazırlanabilen β-laktam antibiyotiklerin yarı sentezinde önemli bir ara maddedir ve çözünürlüğü E. coli'de D-arbamoil hidrolazın rastgele mutasyonuyla çözünürlüğünün 6 kat artırıldığı[6] ve D-arbamoil hidrolazın çözünürlüğü düşük olan E. coli'nin rekombinant ekspresyonu ve moleküler şaperonların birlikte ekspresyonunun çözünürlüğü yaklaşık 3 kat artırdığı bildirilmiştir[7].

Karbonil redüktaz karbonil bileşiklerinin asimetrik indirgenmesi kiral alkollerin hazırlanmasında yaygın olarak kullanılmaktadır. Etil (S)-4-kloro-3-hidroksibütirat, Streptomyces azureus karbonil redüktaz ile hazırlanmıştır. Rekombinant bakterisi E. coli BL21, etil (S)-4-kloro-3-4-fenilbütirat ve metil (S)-o-kloromandelatı 99%'den fazla dönüşüm ve ee değerleriyle hazırladı Fırıncı mayası karbonil redüktaz geninin homolog ekspresyonunun ürünlerinin enantiyomerik ee değerleri ve verimleri artırıldı. Yeni bir (S) tipi karbonil redüktaz, neredeyse pürüzsüz psödohif genomundan klonlanmış ve rekombinant bakteri E. coliBL 21, 99.1% optik saflık ve 89.6% verim ile (S)-fenilglikol hazırlayabilmiştir [8,11].

β-Glukozidaz, selülaz sisteminin önemli bir bileşenidir; selobiyozu ve çözünür selobiyozu glikoza ve ilgili ligandlara hidrolize edebilir, β-glikozidik bağları hidrolize edebilir ve yeni şeker türevlerini sentezleyebilir. Aspergillus suisse'den β-glukozidaz, gen nakavtı ve amino asit mutasyonu yoluyla, mutantın enzim aktivitesi vahşi tipten 143 kat daha yüksekti [9]. Sphingobacterium neoformans β-glukozidaz geni, izoflavon glikozitleri dönüştürerek karşılık gelen glikozitleri üretebilen E. coli'de başarıyla ifade edilmiştir [10]. Prokaryotik bir ekspresyon sistemi kullanılarak Tayvan süt termiti E. coli'nin bağırsak sisteminde β-glukozidazın heterolog ekspresyonu, mutant enzimin aktivitesinde vahşi tip enzime kıyasla 2,6 kat artışla sonuçlanmıştır. Ayrıca glikoz toleransını ve termal stabiliteyi de geliştirmiştir [10]. Penicillium obliquum β-glukozidaz genetik olarak modifiye edildi ve transformasyonla üç ekspresyon suşu elde edildi ve enzim aktivitesi orijinal suşunkine kıyasla 3,4-3,7 kat arttı [10] ve ısıya dayanıklı β-glukozidaz geni, yetkin olmayan bir prion bakterisinden izole edildi ve E. coli'de klonlandı ve enzim aktivitesi 17 kat arttı [4]. Glukoza toleranslı bir β-glukozidaz, bir deniz makrojenomundan taranmış ve verimli ifade için E. coli'ye klonlanmıştır ve 400 mmol/L'nin altındaki glukoz konsantrasyonları enzimi teşvik etmiş ve 1.000 mmol/L glukoz konsantrasyonuna kadar enzim aktivitesi 50% olmuştur [8,11]. β-glukozidazın stabilitesini artırmak için DNA yeniden düzenlenmesi ve hedefli mutajenez kullanılmış ve dört mutantın 61 ℃'deki ısı inaktivasyon yarı ömrü, vahşi tipe kıyasla 14.16-, 68- ve 44 kat artmıştır. Isı direnci önemli ölçüde iyileştirilmiştir [8].

Laktaz olarak da bilinen Galaktosidaz, laktozu glikoz ve galaktozil gruplarına ayırır ve oligosakkaritleri sentezleyebilir. Etkili bir transglikozilleme enzimi olan β-Galaktosidaz, makro-genomik yöntemle deniz dibi çamurundan elde edilmiş ve E. coli'de çözündürülüp ifade edilmiş, organik çözücüleri tolere etmiş ve 51.6%'ye kadar verimlerde oligo-galaktoz sentezlemiştir [9]. Aspergillus α-galaktosidaz 305 IU/g enzim aktivitesi ile katı bir şekilde fermente edilir [6]. Sulfolobus solfataricus P2'nin β-galaktosidazı, bir mutant oluşturmak için moleküler olarak modifiye edilmiş ve mutant enzim F441Y, vahşi tipten yaklaşık 10% daha yüksek olan 61%'lik bir verimle oligogalaktoz üretmiştir [9].

Nitril hidrataz, E. coli ve Picrosporum'da ifade edilen Nocardia sp. YS-2002'de 6.000 uluslararası birime kadar fermantasyon canlılığı ile akrilonitrilden akrilamid üretimini katalize eden amidlerin, karboksilik asitlerin ve bunların türevlerinin sentezinde önemli uygulamalara sahiptir [5].

İnülinaz, oligofruktoz üretmek için inülinin β-2,1-D-fruktofruktoz fruktozid bağını hidrolize eden hidrolitik bir enzimdir ve iki türe ayrılır: endonükleaz ve ekzonükleaz. Aspergillus niger'in inülin endonükleaz geni, etkili ekspresyon elde etmek için Bichiria mayasına klonlanmış ve rekombinant enzim aktivitesi 128 U/mL'ye ulaşarak uluslararası seviyeye ulaşmıştır [9].

Alginat sentaz, alginat gıda, ilaç, hafif sanayi alanında yaygın olarak kullanılmaktadır, tek enzim yöntemi ile maltozdan alginat üretmek için kullanılabilir, enzim moleküllerinin rasyonel tasarımı ve DNA karıştırma teknolojisi ile iki GRAS suşundan ve iki termofilik bakteriden alginat sentaz genlerine klonlanmış ve yüksek verimlilikte ekspresyonu başarıyla gerçekleştirilmiş ve endüstriyel üretimde gerçekleştirilmiştir [5].

Nötral proteaz endüstriyel üretimde yaygın olarak kullanılmaktadır, Bacillus subtilis AS1398 gen Npr'nin rekombinant plazmidi çok kopyalı rekombinant bakteri elde etmek için B. subtilisAS 1398'e aktarılmıştır ve rekombinant bakteri plazmid stabilitesi 30 ardışık nesil boyunca 100%'de korunmuştur ve proteazın ekspresyon seviyesi 24 000-28 000 U/ [10] mL'ye ulaşmak için 1 kattan fazla artırılmıştır [10]. Etkili nematisidal virülansa sahip B. subtilis suşu, optimizasyon öncesine göre 5 kat daha yüksek olan 12 379 U/mL'ye kadar proteaz aktivitesi elde etmek üzere kültür için optimize edilmiş ve B. subtilis WB600'ün ifade sistemi, biyosit için temel olarak kullanılan ısıya dayanıklı bir mutant elde etmek üzere rastgele bir mutasyon kütüphanesi oluşturmak için uygulanmıştır [8]. İnsan matriks metalloproteinazı tümör metastazı ile yakından ilişkilidir ve enzim E. coli'de başarılı bir şekilde klonlanmış ve ifade edilmiştir, bu da enzim ve tümör metastazı mekanizmasının incelenmesi ve enzimin spesifik inhibitörlerinin araştırılması için temel oluşturmaktadır [5].

Glukanaz, bira üretiminde ve yem ilavesinde kullanılan endonükleaz ve ekzonükleaz olarak ikiye ayrılan bir hidrolazdır. Penicillium thermophilum β-1,3-1,4-glukanaz geni prokaryotik bir ekspresyon vektörüne klonlanmış ve 240 U/mL enzim aktivitesi ile E. coli BL 21 indüklenmiş ekspresyonuna transfekte edilmiştir [8] ve Streptomyces sp. S27 endonükleaz β-1,3-glukanaz geni, kombucha polisakkaritlerini vb. hidrolize eden ve patojenik ve toksin üreten mantarları inhibe edebilen E. coli'de verimli bir şekilde eksprese edilmiştir [8]. Aspergillus longum'un endoglukanaz geni ifade edilmek üzere Picrosporum'a eklenmiş ve rekombinant bakteri III'ün enzim aktivitesi 110 U/mL'ye ulaşmış, bu da 50% ile arttırılmak üzere optimize edilmiştir [8]. Nokta mutasyonu son derece ısıya dayanıklı Thermotogamaritima endoglukanaz Cell-12B, enzim optimum sıcaklığı 95 ℃, 90 ℃ hala 70% canlı tuttu.
N-asetilnöraminik asit, canlı organizmalardaki en önemli tükürük asitlerinden biridir ve tükürük asidi şeker zinciri birçok yaşam sürecinde yer alır, CMP-tükürük asidi nöronal hücrelerin yenilenmesini destekler ve CMP-tükürük asidi sentetaz geninin baz modifikasyonu, E. coli'de yüksek verimli ekspresyonla sonuçlanmıştır, enzim ekspresyonu toplam proteinin 26.5%'sini ve 100 U/L enzim aktivitesini oluşturmuştur, bu da çıkış suşunun 850 katıydı [4]. Aflatoksin detoksifikasyon enzimi bir oksijenazdır ve gen, Saccharomyces cerevisiae'de yüksek yoğunluklu fermantasyonda ifade edilmek üzere rekombinant teknoloji ile oluşturulmuştur ve enzim toplam proteinin 56%'sini oluşturmuş ve ifade miktarı 814,5 mg/L'ye ulaşmıştır [6]. Enzim mutasyon geninin rekombinant plazmidi, çoğaltmak ve Saccharomyces cerevisiae'ye aktarmak için E. coli'ye sokuldu ve bir mutasyon kütüphanesi oluşturuldu ve mutant A1773'ün enzim aktivitesi 5 kat arttı. Mutant A1242 yüksek sıcaklık direncinde 3,5 kat artış göstermiştir. Spesifik enzim aktivitesi 56 U/mg olan mutant DS1474 ve spesifik enzim aktivitesi 44 U/mg olan mutant DS896 [9], yemlerde detoksifikasyon için enzim ürünleri olarak onaylanmıştır.

Aspergillus fumigatus mantar enfeksiyonu insan sağlığı için zor bir sorundur, Aspergillus fumigatus genomunun sistematik çalışması 50'den fazla glikozilasyon yolu ile ilgili gen, Aspergillus fumigatus, kitinaz, fosfomannan izomerazdan klonlanmıştır, O-mannosiltransferaz, α-1,4-N-asetilglukozaminiltransferaz, α-glukozidaz I ve CMP-salivaril sentetaz genleri, fungal glikozilasyon mekanizmasının anlaşılması, genetiği değiştirilmiş ilaçların geliştirilmesi ve antifungal enfeksiyonların önlenmesi için kullanılmaktadır [6].

L-asparajinaz, DNA rekombinasyon teknolojisi, L-asparajinaza özgü tek zincirli antikor fragmanı ve enzimin in vivo stabilitesini artırmak için bir füzyon proteini oluşturmak için enzim aracılığıyla lösemi üzerinde açık bir terapötik etkiye sahiptir, rekombinant E. coli AS 1357 mühendislik enzim aktivitesi 228 U / mL'ye kadar artmıştır, bu da vahşi bakteri ile 50 kattan fazla karşılaştırılabilir. Esteraz geni, makrojenomik yöntemle E. coli'ye aktarılmış ve oluşturulan mühendislik bakterisi, 200 mg/L ekspresyon miktarı, 180 U/mg'a kadar enzim canlılığı ve 60 ℃'deki termal stabilite ile canlılığı artırmıştır. vahşi tipe kıyasla 144 kat ve 196 kat iyileştirildi ve klorpirifos, deltametrin, deltametrin ve flucythrinleri parçalayabilen yeni bir polyester pestisit parçalayıcı mutant esteraz elde edildi [9].
Alkali pektinaz rekombinant Picher maya fermantasyonu ile üretilmiştir ve en yüksek enzim üretimi 1 t fermentörden 1.315 U/mL olarak elde edilmiştir [8]. Aspergillus niger EIM-6 kültürünün pektinaz aktivitesi 30 231 U/mL olarak optimize edilmiştir [8,11]. E. coli'ye klonlanan Pseudomonas salisilat hidroksilaz geni, salisilik asit, asetilsalisilik asit, sülfosalisilik asit, salisilaldehit, m-nitrobenzaldehit, 5-klorosalisilik asit, oktanal ve o-nitrobenzaldehiti parçalayan iki naftalin parçalayıcı enzimi ifade etmiştir [5].
Organofosfat esterleri, böcek ilacı, herbisit veya sinir ajanı olarak kullanılan oldukça toksik bileşiklerin bir sınıfıdır. Pseudomonas aeruginosa'nın organofosfat ester hidrolazı klonlanmış ve amino asit bölgesi mutasyonu ile E. coli'de rekombinant olarak eksprese edilmiş, bu da organofosfat esterlerin hidroliz kapasitesini yaklaşık 7.000 kat artırmıştır [10].

Şimdi Bize Ulaşın!

Fiyata ihtiyacınız varsa, lütfen aşağıdaki forma iletişim bilgilerinizi doldurun, genellikle 24 saat içinde sizinle iletişime geçeceğiz. Bana e-posta da gönderebilirsiniz info@longchangchemical.com Çalışma saatleri içinde (8:30 - 6:00 UTC+8 Pzt.~Sat.) veya hızlı yanıt almak için web sitesi canlı sohbetini kullanın.

Bileşik Glukoamilaz	9032-08-0
Pullulanase	9075-68-7
Ksilanaz	37278-89-0
Selülaz	9012-54-8
Naringinaz	9068-31-9
β-Amilaz	9000-91-3
Glikoz oksidaz	9001-37-0
Alfa-Amilaz	9000-90-2
Pektinaz	9032-75-1
Peroksidaz	9003-99-0
Lipaz	9001-62-1
Katalaz	9001-05-2
TANNASE	9025-71-2
Elastaz	39445-21-1
Urease	9002-13-5
DEXTRANASE	9025-70-1
L-Laktik dehidrojenaz	9001-60-9
Dehidrojenaz malat	9001-64-3
Kolesterol oksidaz	9028-76-6