Quitinase

Chitinase e Chitinase são amplamente encontrados na natureza. A quitina, também conhecida como quitina, é um polímero linear Com β-1,4-N-acetilglucosamina como unidade básica, e seu conteúdo ocupa o segundo lugar em polímeros naturais. O Chitin é também um componente importante da maioria das paredes celulares fúngicas e também é encontrado na concha exterior e intestinos de insetos. A quitinase tem sido encontrada em microorganismos, plantas e animais, e suas funções também são diferentes.

distribuição

já em 1905, Benecke isolou um microrganismo que podia usar a quitina como seu nutriente e nomeou-o Bacillus chitinovirous. Desde então, as pessoas isolaram e purificaram a quitinase de mais microrganismos, plantas e animais.

Tabela 1 Distribuição e as características básicas de chitinase

classificação

existem geralmente três métodos para classificar a quitinase. Em primeiro lugar, o sistema de classificação determinado pelo Comité de nomenclatura da União Internacional de Bioquímica. Uma vez que a quitinase e a celulose têm muitas semelhanças e ambas pertencem à mesma hidrolase de glicosilação, a quitinase é denominada EC 3.2.1.14 por um sistema de classificação enzimática internacionalmente aceite. A desvantagem deste método de classificação é que ele não reflete a relação evolutiva dentro da quitinase. Em segundo lugar, a quitinase e a n-acetilhexosaminidase são classificadas em três famílias de acordo com a sequência de aminoácidos da enzima, a saber, a família 18, 19 e 20. As famílias 18 e 19 são compostas de chitinase intracelular de várias fontes, como vírus, bactérias, fungos, insetos e plantas. A família 19 é composta principalmente por quitinase vegetal. A família 20 chitinase é relativamente pequena. Terceiro, uma vez que as plantas produzem uma grande quantidade de chitinase, planta de chitinase é classificada em seis tipos, de acordo com a sua sequência de gene, ou seja, o tipo de I-VI. A descrição da enzima por este método de classificação contempla, principalmente, os seguintes aspectos: N-terminal da seqüência, enzima de localização, ponto isoeléctrico, peptídeo sinal e indutor.

funções biológicas

a quitinase tem um papel diferente nos microrganismos, animais e plantas. Nos fungos, protozoários e invertebrados, a quitinase desempenha um papel no seu crescimento e morfogénese. Em algumas bactérias, a quitinase pode decompor a quitina insolúvel e usá-la como um nutriente, usando assim a quitina como fonte de carbono e fonte de energia. Em levedura (Saocharomyces), apesar de quitina constitui apenas 1% de sua parede celular, há uma grande quantidade de deposição de quitina no separador entre as duas gerações de células, indicando que chitinase é necessária no processo de proliferação de células de levedura e de isolamento. No que diz respeito à pesquisa atual, a quitinase é uma proteína de defesa em plantas e vertebrados superiores. A quitinase tem um efeito degradante em certos fatores de nodulação. Especula-se que a quitinase equilibra plantas e Rizóbio controlando o nível de fatores de nodulação, participando assim da fixação simbiótica do nitrogênio.A quitinase é indutível. Muitos estudos têm mostrado que a quitinase em vertebrados e plantas é indutível. Depois que as plantas superiores são induzidas por patógenos e seus elitores, etileno, ácido salicílico, luz ultravioleta, metais pesados, danos mecânicos, etc., a atividade da quitinase é rapidamente aumentada, e as plantas são protegidas em certa medida. Certas quitinases microbianas e Animais podem formar quitinase com menor peso molecular após degradação. A expressão da quitinase é também uma série temporal e específica ao tecido. Embora a produção de quitinase vegetal esteja relacionada com a resistência vegetal, a presença de quitinase também foi encontrada em certos estágios de desenvolvimento e tecidos especiais de muitas plantas. Nas plantas, quase nenhuma quitinase é detectada no topo, mas é abundante nas antigas folhas e raízes da base. Portanto, a chitinase é um mecanismo de proteção desenvolvido a fim de se adaptar ao ambiente externo desfavorável durante algumas fases de desenvolvimento das plantas para garantir a conclusão suave do processo de desenvolvimento. A quitinase produzida por nemátodos parasitas é específica e dependente do tempo, e desempenha um papel importante no seu desenvolvimento e transmissão.

Aplicações

• Aplicação de chitinase no controle de plantas fungos patogénicos

O principal componente da parede celular de muitos fungos fitopatogênicos é quitina. Os testes bacteriostáticos in vitro demonstraram que a quitinase pode inibir a germinação dos esporos e o crescimento micelial de alguns fungos patogénicos. Quando as plantas são infectadas por patógenos, elas produzem uma série de respostas de defesa ativa, incluindo o aumento da atividade da quitinase. Portanto, a quitinase tem sido considerada como uma substância potencial contra doenças fúngicas vegetais. Desde a década de 1980, os cientistas transferiram genes de quitinase para plantas como tabaco, tomate, soja, batata, alface, uva e beterraba sacarina, e obtiveram plantas transgênicas expressando atividade de quitinase. Em comparação com plantas não-transgênicas, as plantas transgênicas não são apenas resistentes aos fungos, mas também resistentes a nemátodos, insetos e outros organismos patogénicos.

• Aplicação de chitinase no controle biológico

Porque os parasitas Brugia malayi e Wuchereria bancrofti ter chitinase envolvidos no processo de reprodução e transmissão, chitinase pode ser usado como uma vacina candidata para o controle dessas duas nematodes. Em 1992, Furhman et al. informou que o anticorpo monoclonal MF1 podem degradar os componentes periféricos de parasitas de microfilárias no gérbilos, e este anticorpo tem alta homologia com diversas bactérias e leveduras quitinases. Algumas bactérias biocontrol, como Trichoderma harzianum, Rhizoctonia solani, Leishococcus, Bacillus, etc., um dos mecanismos do biocontrol é a produção de enzimas de degradação da parede celular, como a quitinase e a glucanase. Além disso, estudos descobriram que a quitinase pode matar ou prevenir pragas e mosquitos em certas fases de desenvolvimento, por isso está previsto que a quitinase pode ser usada para controlar o número de mosquitos e essas pragas sem usar uma grande quantidade de pesticidas.

• Aplicação de chitinase produtos de degradação

Amino oligossacarídeo, o produto produzido pela hidrólise da quitina, desempenha um papel muito importante na regulação da vida metabolismo de plantas e animais. A própria N-acetilglucosamina pode ser utilizada como um medicamento anti-inflamatório, e tem efeitos terapêuticos sobre úlceras intestinais e úlceras gastrointestinais. In addition, amino oligosaccharides can be used as an immune inducer to induce plants to produce a defense response. Em animais, os oligossacáridos também têm atividades fisiológicas, tais como melhorar a imunidade e inibir o crescimento das células tumorais.