Chitinase

Chitin Og Chitinase er mye funnet i naturen. Kitin, også kjent som kitin, er en lineær polymer med β-1,4-n-acetylglukosamin som grunnenhet, og innholdet rangerer andre i naturlige polymerer. Kitin er også en viktig komponent i de fleste soppcellevegger og finnes også i det ytre skallet og tarmene av insekter. Chitinase har blitt funnet i mikroorganismer, planter og dyr, og dens funksjoner er også forskjellige.

Distribusjon

Så tidlig Som I 1905 isolerte Benecke en mikroorganisme som kunne bruke kitin som næringsstoff og kalte Den Bacillus chitinovirous. Siden da har folk isolert og renset kitinase fra flere mikroorganismer, planter og dyr.

Tabell 1 Fordeling og grunnleggende egenskaper av chitinase

Klassifisering

det er generelt tre metoder for klassifisering av kitinase. Først klassifiseringssystemet bestemmes Av Nomenklatur Komiteen Av International Union Of Biochemistry. Siden chitinase og cellulose har mange likheter og begge tilhører samme glykosyleringshydrolase, kalles chitinase EC 3.2.1.14 av et internasjonalt akseptert enzymklassifiseringssystem. Ulempen med denne klassifiseringsmetoden er at den ikke reflekterer det evolusjonære forholdet i chitinasen. For det andre klassifiseres chitinase og n-acetylhexosaminidase i tre familier i henhold til aminosyresekvensen av enzymet, nemlig familien 18, 19 og 20. Familien 18 og 19 består av intracellulær kitinase fra ulike kilder som virus, bakterier, sopp, insekter og planter. Familien 19 består hovedsakelig av plantekitinase. Familien 20 chitinase er relativt liten. For det tredje, siden planter produserer en stor mengde kitinase, klassifiseres plantekitinase i seks typer i henhold til sin gensekvens, nemlig type I-VI. beskrivelsen av enzymet ved denne klassifiseringsmetoden omfatter hovedsakelig følgende aspekter: N-terminal sekvens, enzymlokalisering, isoelektrisk punkt, signalpeptid og induktor.

Biologiske Funksjoner

Kitinase har en annen rolle i mikroorganismer, dyr og planter. I sopp, protozoer og hvirvelløse dyr spiller chitinase en rolle i deres vekst og morfogenese. I noen bakterier kan kitinase dekomponere uoppløselig kitin og bruke det som næringsstoff, og dermed bruke kitin som karbonkilde og energikilde. I gjær (Saocharomyces), selv om kitin bare utgjør 1% av sin cellevegg, er det en stor mengde kitinavsetning i separatoren mellom de to generasjonene av celler, noe som indikerer at kitinase er nødvendig i prosessen med gjærcelleproliferasjon og isolasjon. Når det gjelder dagens forskning, er chitinase et forsvarsprotein i høyere planter og vertebrater. Chitinase har en nedverdigende effekt på visse nodulasjonsfaktorer. Det spekuleres i at chitinase balanserer planter og rhizobium ved å kontrollere nivået av nodulasjonsfaktorer, og dermed delta i symbiotisk nitrogenfiksering.

Egenskaper

Kitinase er induserbar. Mange studier har vist at chitinase hos vertebrater og planter er induserbar. Etter at de høyere plantene er indusert av patogener og deres elicitors, etylen, salisylsyre, ultrafiolett lys,tungmetaller, mekanisk skade, etc., øker chitinaseaktiviteten raskt, og plantene er beskyttet til en viss grad. Visse mikrobielle og animalske chitinaser kan danne chitinase med lavere molekylvekt etter nedbrytning. Uttrykket av kitinase er også tidsserier og vevsspesifikt. Selv om produksjonen av plantekitinase er relatert til plantebestandighet, har tilstedeværelsen av kitinase også blitt funnet i visse utviklingsstadier og spesielle vev av mange planter. I planter oppdages nesten ingen chitinase øverst, men det er rikelig i de gamle bladene og røttene til basen. Derfor er chitinase en beskyttelsesmekanisme utviklet for å tilpasse seg det ugunstige ytre miljøet i noen utviklingsstadier av planter for å sikre en jevn gjennomføring av utviklingsprosessen. Chitinasen produsert av parasittiske nematoder er spesifikk og tidsavhengig, og spiller en viktig rolle i utviklingen og overføringen.

Applikasjoner

• anvendelse av kitinase i kontrollen av plantepatogene sopp

hovedkomponenten i cellevegget til mange fytopatogene sopp er kitin. In vitro bakteriostatiske tester har vist at kitinase kan hemme spore spiring og mycelial vekst av noen patogene sopp. Når planter er infisert av patogener, produserer de en rekke aktive forsvarsresponser, inkludert økt aktivitet av kitinase. Derfor har chitinase lenge vært ansett som et potensielt stoff mot plante soppsykdommer. Siden 1980-tallet har forskere overført chitinase-gener til planter som tobakk, tomat, soyabønne, potet, salat, drue og sukkerroer, og oppnådd transgene planter som uttrykker chitinaseaktivitet. Sammenlignet med ikke-transgene planter er transgene planter ikke bare resistente mot sopp, men også resistente mot nematoder, insekter og andre patogene organismer.

• anvendelse av chitinase i biologisk kontroll

fordi parasittene Brugia malayi og wuchereria bancrofti har chitinase involvert i prosessen med reproduksjon og overføring, kan chitinase brukes som en kandidat vaksine for å kontrollere disse to parasittiske nematoder. I 1992, Furhman et al. rapportert at det monoklonale antistoffet MF1 kan nedbryte de perifere komponentene av parasittiske mikrofilariae i gerbils, og dette antistoffet har høy homologi med flere bakterielle og gjærkitinaser. Noen biocontrol bakterier, Som Trichoderma harzianum, Rhizoctonia solani, Leishococcus, Bacillus, etc., en av mekanismene for biokontrol er produksjonen av celleveggnedbrytende enzymer som kitinase og glukanase. I tillegg har studier funnet at chitinase kan drepe eller forhindre skadedyr og mygg i visse stadier av utvikling, så det er planlagt at chitinase kan brukes til å kontrollere antall mygg og disse skadedyrene uten å bruke en stor mengde plantevernmidler.

• Anvendelse av chitinase nedbrytningsprodukter

Amino oligosaccharide, produktet produsert ved hydrolyse av kitin, spiller en svært viktig rolle i å regulere livet metabolismen av planter og dyr. N-acetylglukosamin i seg selv kan brukes som et antiinflammatorisk legemiddel, og har terapeutiske effekter på tykktarmssår og gastrointestinale sårforstyrrelser. I tillegg kan amino oligosakkarider brukes som en immuninduktor for å indusere planter for å produsere et forsvarsrespons. Hos dyr har amino oligosakkarider også fysiologiske aktiviteter som å forbedre immunitet og hemme tumorcellevekst.