Sakkaroosi, joka tunnetaan myös sakkaroosi-isomaltaasi kompleksi on kompleksi kalvo, joilla on entsymaattinen aktiivisuus α-glykosylaasia ryhmään kuuluvien integraalien hydrolaasien (glykosidaasit ja peptidaasit käsitti).
Sitä esiintyy monien maaeläinten, kuten nisäkkäiden, lintujen ja matelijoiden, suolen mikromikroissa. Eri bibliografisten lähteiden mukaan tämän entsyymin muut hyväksytyt nimet ovat oligo-1,6-glukosidaasi, a-metyyliglukosidaasi, isomaltaasi ja oligosakkaridi a-1,6-glukosidaasi.
Suklaasin vaikutustavan graafinen esitys (Lähde: NuFS, San Jose State University Wikimedia Commonsin kautta)
Se on entsyymi, jonka aktiivisuus on samanlainen kuin kasveissa ja mikro-organismeissa esiintyvän invertaasin kanssa. Sen ensisijainen tehtävä on hydrolysoida glykosidisidos monosakkaridien (glukoosi ja fruktoosi) välillä, jotka muodostavat ruuan sakkaroosin.
Sillä on erittäin tärkeitä ruuansulatuksellisia toimintoja, koska sakkaroosia ei voida kuljettaa disakkaridina suolen soluihin, ja siksi sen hydrolyysi mahdollistaa sen sisältämien monosakkaridien imeytymisen suolistossa.
Sakkaraasi-isomaltaasin synteesiä ja aktiivisuutta eläinten suolisoluissa säädellään monilla tasoilla: transkription ja translaation aikana, glykosyloinnin aikana ja myös niiden translaation jälkeisen prosessoinnin aikana.
Kun jokin näistä tapahtumista epäonnistuu tai sitä koodaavassa geenissä tapahtuu jonkin tyyppisiä mutaatioita, ihmisillä esiintyy sakkaroosin puutosoireyhtymäksi kutsuttu patologinen tila, joka liittyy kyvyttömyyteen metaboloida disakkarideja.
ominaisuudet
Disakkaridit, jotka toimivat nisäkkäiden sakraasin substraateina, ovat yleensä sylki- ja haiman a-amylaasientsyymien hydrolyyttisen aktiivisuuden tuote. Tämä johtuu siitä, että sakraasi ei vain hydrolysoi sakkaroosin glykosidisidoksia, vaan myös maltoosin ja maltotrioosin ja muiden oligosakkaridien a-1,4-sidoksia.
Sen puoliintumisaika vaihtelee välillä 4 - 16 tuntia, joten suolesolut sijoittavat paljon energiaa sakkraasin synteesi- ja hajoamiskiertoihin ylläpitääkseen sen aktiivisuutta suhteellisen vakiona.
Synteesi
Kuten useimmat integraalit hydrolaasientsyymit, sakraasi (saharaasi-isomaltaasi tai SI) on glykoproteiini, joka syntetisoidaan harjan reunan soluissa prekursoripolypeptidinä, jota kutsutaan pro-SI: ksi.
Tämä prekursorimolekyyli kuljetetaan solujen apikaaliseen pintaan ja siellä sitä prosessoidaan entsymaattisesti haiman proteaaseilla, jotka jakavat sen kahteen eri alayksikköön: isomaltaasin alayksikköön ja sakraasin alayksikköön.
Isomaltaasin alayksikkö vastaa pro-SI: n aminoterminaalista päätä ja sen hydrofobinen segmentti (hydrofobinen ankkuri) on N-terminaalisessa päässä. Tämän avulla se voi assosioitua suoliston harjan reunasolujen plasmamembraaniin.
Tätä kompleksia koodaava geeni ihmisillä sijaitsee kromosomin 3 pitkässä haaressa, ja ottaen huomioon molempien alayksiköiden suuri sekvenssihomologia (yli 40%), on ehdotettu, että tämä entsyymi syntyi geneettisestä päällekkäisyydestä.
Molempien alayksiköiden, isomaltaasin ja sakraasin, on osoitettu kykenevän hydrolysoimaan maltoosia ja muita a-glukopyranosideja, mikä tekee tästä dimeeristä tärkeän proteiinin hiilihydraattien sulamisessa.
Rakenne
Entsyymi- saharaasin, pro-SI-polypeptidin, alkuperäinen muoto on noin 260 kDa ja 1827 aminohappoa. Haiman proteaasien proteolyyttinen aktiivisuus tuottaa kuitenkin kaksi alayksikköä 140 kDa ja 120 kDa, edustaen vastaavasti isomaltaasia ja sakraasia.
Tämä entsyymi on glykoproteiini, jossa on N- ja O-glykosyloituja sakkaridiosia, ja sen sekvenssitutkimukset paljastavat yli 19 glykosylaatiokohdan läsnäolon. Hiilihydraattiosat edustavat yli 15% proteiinin painosta ja koostuvat olennaisesti sialihaposta, galaktosamiinista, mannoosista ja N-asetyyliglukosamiinista.
Koska sakraasi-isomaltaasikompleksin kaksi alayksikköä eivät ole täsmälleen samoja, monet kirjoittajat katsovat, että tämä entsyymi on oikeastaan heterodimeeri, jossa kukin alayksikkö koostuu glykosyloidusta lineaarisesta polypeptidiketjusta, joka assosioituu ei-kovalenttisten sidosten kautta.
Isomaltaasin alayksikössä on hydrofobinen segmentti, jossa on 20 aminohappotähdettä, jotka osallistuvat sen liittymiseen enterosyyttien (suolistosolujen) kalvoon ja jotka edustavat pysyvää ankkuria ja peptidisignaalia kohdentamaan endoplasmaista retikulumia.
Molempien alayksiköiden, sakraasin ja isomaltaasin, aktiivinen kohta löytyy enterosyyttien plasmamembraanista, joka työntyy ulos suolimen luumeniin.
ominaisuudet
Entsyymien, kuten sakraasi-isomaltaasin, tärkeimmät metaboliset toiminnot liittyvät glukoosin ja fruktoosin tuotantoon sakkaroosista. Monosakkaridit, joita kuljetetaan suolisoluihin ja jotka liitetään erilaisiin metaboliareiteihin eri tarkoituksia varten.
Sukaraasi-isomaltaasin vaikutusmekanismi nisäkkäillä (Lähde: Areid3 Wikimedia Commonsin kautta)
Glukoosi, jolle on olemassa erityisiä kuljettajia, voidaan suunnata solunsisäisesti esimerkiksi glykolyysiin, missä sen hapettuminen johtaa energian tuottamiseen ATP: n muodossa ja vähentävän tehoa NADH: n muodossa.
Toisaalta fruktoosi voidaan myös metaboloida reaktiosarjalla, joka alkaa sen fosforyloitumisesta fruktoosi-1-fosfaatiksi ja jota katalysoi maksan fruktokinaasi. Tämä alkaa tämän substraatin sisällyttämisen muihin energiantuotantoreitteihin.
Lisäksi samoin kuin kasveissa esiintyvän invertaasientsyymin kanssa sakkaraasi-isomaltaasiaktiivisella vaikutuksella on tärkeitä vaikutuksia soluihin, kuten osmoottinen paine, joka yleensä säätelee fysiologisia tapahtumia, kuten kasvua, kehitystä, molekyylien kuljetusta ja muita.
Liittyvät sairaudet ihmisillä
Ihmisillä on synnynnäinen autosomaalinen sairaus, jota kutsutaan sakraasi-isomaltaasin puutteeksi tai CSID: ksi (synnynnäinen sakraasi-isomaltaasin puute), joka liittyy osmoottisesti aktiivisten oligo- ja disakkaridien sulamishäiriöihin.
Tämä tauti liittyy moniin samanaikaisiin tekijöihin, joista on tunnistettu entsyymin pro-SI-edeltäjämuodon väärä käsittely, geneettiset mutaatiot, virheet kuljetuksen aikana jne.
Tätä tilaa on vaikea diagnosoida, koska se sekoitetaan usein laktoosi-intoleranssiin. Siksi se tunnetaan myös nimellä "sakkaroosi-intoleranssi".
Sille on luonteenomaista vatsan kouristuksen kehittyminen, ripuli, oksentelu, päänsärky, johon liittyy hypoglykemia, kasvun ja painonnousun puute, ahdistus ja liiallinen kaasuntuotanto.
Viitteet
- Brunner, J., Hauser, H., Braun, H., Wilson, K., Wecker, W., O'Neill, B., ja Semenza, G. (1979). Entsyymikompleksin sakraasi-isomaltaasin assosiointitapa suoliston harjan reunakalvon kanssa. Journal of Biological Chemistry, 254 (6), 1821–1828.
- Cowell, G., Tranum-Jensen, J., Sjöström, H., ja Norén, O. (1986). Pro-sakraasin / isomaltaasin ja lopullisen muodon sakkraasin / isomaltaasin topologia ja kvaternäärinen rakenne. Biochemical Journal, 237, 455-461.
- Hauser, H., & Semenza, G. (1983). Suklaasi-isomaltaasi: Harjareunakalvon valettu luontainen proteiini. Kriittiset arvostelut julkaisussa Bioch, 14 (4), 319–345.
- Hunziker, W., Spiess, M., Semenza, G., & Lodish, HF (1986). Suklaa-lsomaltaasikompleksi: Vaarallisen, luontaisen siveltimen reunaproteiinin primaarirakenne, kalvoorientaatio ja kehitys. Cell, 46, 227 - 234.
- Naim, HY, Roth, J., Sterchi, EE, Lentze, M., Milla, P., Schmitz, J., & Hauril, H. (1988). Suklaa-isomaltaasipuutos ihmisillä. J. Clin. Sijoittaa., 82, 667 - 679.
- Rodriguez, IR, Taravel, FR ja Whelan, WJ (1984). Suolen sian sakkaraasi-isomaltaasin ja sen erillisten alayksiköiden karakterisointi ja toiminta. Eur., J. Biochem., 143, 575 - 582.
- Schiweck, H., Clarke, M., ja Pollach, G. (2012). Sokeri. Ullmannin teollisuuskemian tietosanakirjassa (osa 34, s. 72). Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA.
- Treem, W. (1995). Synnynnäinen sukryraasi-isomaltaasipuutos. Journal of Pediatric Gastroenterology and Nutrition, 21, 1–14.