Ketozes 3-epimerāzei bija svarīga loma ne tikai ciklisko monosaharīdu biokonversijas stratēģijā, ko sauc par Izumoringu, bet arī rūpnieciski bioloģiskajā d-psikozes ražošanā, kas ir jauns zemas-kaloriju saturs retais cukurs, ko plaši izmanto pārtikas un medicīnas rūpniecībā. Tā kā ne--fermentatīvās blakusreakcijas var samazināt skābos apstākļos, nedaudz skābs pH optimums ir viens no galvenajiem jautājumiem d-psikozes bioloģiskajā ražošanā.
Viss, kas jums jāzina
Kas ir epimerāzes enzīms?
Kā no glikozes var iegūt D-psikozi?
Lai iegūtu d-psikozi no d-glikozes, ir nepieciešama ksilozes izomerāzes un d-psikozes 3-epimerāzes ko-izpausme un sinerģiska darbība.
Kāda ir atšķirība starp epimerāzi un izomerāzi?
Izomerāzes galvenokārt izmanto, lai katalizētu izomerizāciju starp aldozēm un ketozēm, savukārt epimerāzes atvieglo stereoķīmijas inversiju cukura molekulās ar vairākiem hirāliem oglekļa atomiem.
Kas notiek ar glikogēnu, ja jūs neēdat ogļhidrātus?
Neēd pietiekami daudz ogļhidrātu
Zema-ogļhidrātu vai ierobežojoša diēta var ievērojami samazināt glikogēna krājumus. Lai gan daži cilvēki labi panes mazāku ogļhidrātu uzņemšanu, citiem ātri rodas nogurums. Jūsu smadzenes un muskuļi lielā mērā ir atkarīgi no glikozes. Ja nav pietiekami daudz ogļhidrātu, glikogēna krājumi sarūk.
Galvenās lietojumprogrammas:
pārtikas rūpniecībā
Kā galvenais biokatalizators D-psikozes sintezēšanai, tas īpaši katalizē D-fruktozes epimerizāciju C3 pozīcijā, lai efektīvi ražotu D-psikozi.
Mazkaloriju saldinātāju ražošana: D-psikoze ir ideāls saharozes aizstājējs ar aptuveni 70% no saharozes salduma un tikai 10% no tās kalorijām, un tas būtiski neietekmē glikozes līmeni asinīs. To plaši izmanto dzērienos, konditorejas izstrādājumos, maizes izstrādājumos un citos veselīgos pārtikas produktos ar zemu{5}}cukura saturu.
Pārtikas pārstrādes uzlabojumi: veicina Maillard reakciju, lai uzlabotu ceptu produktu garšu un krāsu, uzlabojas ūdens{0}aizturēšanas spēja un tekstūra, kā arī optimizē sulas produktu dzidrumu.
Funkcionālā pārtikas attīstība: D-psikozei ir fizioloģiskas funkcijas, piemēram, tauku uzkrāšanās kavēšana, glikozes līmeņa regulēšana asinīs un pretiekaisuma iedarbība, tāpēc to izmanto pārtikā cilvēkiem ar aptaukošanos, diabētu un hiperlipidēmiju.
industriālajā biotehnoloģijā
Biomasas pārveide: piedalās lauksaimniecības atkritumu, piemēram, kukurūzas plīts un kviešu kliju pirmapstrādē, atbrīvo fermentējamos cukurus un uzlabo bioetanola un bio{0}}ķimikāliju ražu.
Celulozes un papīra rūpniecība: uzlabo lignīna ekstrakcijas un balināšanas efektivitāti, samazina ķīmisko balinātāju izmantošanu un vides piesārņojumu.
Biobāzes materiālu sintēze: katalizē cukura atvasinājumu ražošanu, ko izmanto kā izejvielas noārdāmam iepakojumam un bioloģiskiem polimērmateriāliem.
medicīnā un biomedicīnā
Reto cukuru sintēze: kalpo kā galvenais rīks D-psikozes, D-tagatozes un citu retu cukuru pagatavošanai, kas ir svarīgi prekursori pret-iekaisuma, antioksidantu un neiroprotektīvu zāļu izpētē un izstrādē.
Diagnostikas reaģenti: Rekombinanto DPEase var izmantot kā enzīmu reaģentu ogļhidrātu struktūras analīzei un glikometabolisma indikatoru papildu noteikšanai.
ANALĪTISKIE REZULTĀTI
| Pārbaudes vienums | Metode/atsauce | Informatīvā specifikācija | Reprezentatīvs rezultāts | Secinājums |
|---|---|---|---|---|
| Fermenta nosaukums/identitāte | EK datubāze / ExPASy | D-Psikozes 3-epimerāze | EK 5.1.3.30; alternatīvie nosaukumi: D-allulozes 3-epimerāze, DPEase (Expasy ENZYME) | Atbilst |
| Katalizēta reakcija | ExPASy enzīma ievadīšana | Atgriezeniska C-3 epimerizācija | D-alluloze ⇌ keto-D-fruktoze (Expasy ENZYME) | Atbilst |
| Substrāta specifika | ExPASy / UniProt | Augsta specifika attiecībā uz D-psikozes / D-fruktozes pāri | Ļoti specifiska D-psikozei; ļoti zema aktivitāte ar D-tagatozi (Expasy ENZYME) | Atbilst |
| Kofaktora prasība | Literatūras raksturojums / UniProt | Metāla-atkarīgs enzīms | vēlams Mn²⁺; Co²⁺ arī aktīvs; Mg²⁺/Fe²⁺/Ni²⁺ uzrāda zemāku aktivitāti (Springer) | Atbilst |
| Šķietamā molekulmasa (monomērs) | SDS-LAPA/literatūra | ~30–33 kDa | Olbaltumvielu josla novērota pie aptuveni 30 kDa; paredzamais izmērs aptuveni 33 kDa (Springer) | Atbilst |
| Kvartāra struktūra | Kristāla struktūras literatūra | Tetrameriskais enzīms | Vietējais enzīms ziņots kā tetramērs; katrs monomērs pieder TIM{0}}barrel fold (RCSB PDB) | Atbilst |
| Optimālais pH | Enzīmu aktivitātes tests | Parasti gandrīz neitrāla | Reprezentatīvs optimālais pH=7.5 (ziņots par rekombinantās pārtikas-ražošanu atbilstošiem piemēriem) (Springer) | Atbilst |
| Optimālā temperatūra | Enzīmu aktivitātes tests | Mērena termiskā aktivitāte | Reprezentatīvā optimālā temperatūra=50–55 grādi (Springers) | Atbilst |
| Ieteicamais Mn²⁺ līmenis konversijai | Procesa raksturojums | Zems{0}}mM līmenis | 1 mM Mn²⁺ ziņots par IfDPEase; 10 mM Mn²⁺ ziņots par rekombinanto A. tumefaciens DPEase procesa optimizāciju (MDPI) | Atbilst |
| Reprezentatīvā konversijas veiktspēja A | Literatūras procesa dati | Tikai informatīvs raksturs | Pie pH 7,5, 55 grādi, 10 mM Mn²⁺: 25% (w/v) fruktoze deva 5,60% (w/v) D-psikozi; reklāmguvumu līmenis 22,42% (Pavasaris) | Informatīvi |
| Reprezentatīvā konversijas veiktspēja B | Literatūras procesa dati | Tikai informatīvs raksturs | Pie pH 7,5, 50 grādi, 1 mM Mn²⁺: 36,1% D-psikoze, kas iegūta no 10 mg/ml D-fruktozes (MDPI) | Informatīvi |
| Lietojumprogrammas atbilstība | EFSA / rūpnieciskā literatūra | Izmanto D-alulozes ražošanai | D-psikozes 3-epimerāzes pārtikas fermentu preparāti ir novērtēti izmantošanai fruktozes-līdz-D-alulozes izomerizācijas procesos (efsa.onlinelibrary.wiley.com). | Atbilst |
Ražošanas process
