సెల్యులేస్

From LTRC
సెల్యులేస్
సెల్యులేస్ ఎంజైమ్‌ను ఉత్పత్తి చేసేది థర్మోమోనోస్పోరా ఫస్కా, ఉత్ప్రేరక డొమైన్ యొక్క నిస్సారమైన గాడిలో సెల్లోట్రియోస్ బంధించబడి ఉంది
గుర్తింపు సంఖ్యలు
EC సంఖ్య 3.2.1.4
CAS సంఖ్య 9012-54-8
డేటాబేస్‌లు
BRENDA ఎంజైమ్ డేటా
ExPASy నైస్‌జైమ్ (NiceZyme) వీక్షణ
KEGG ఎంజైమ్ ఎంట్రీ
MetaCyc మెటబాలిక్ పాత్‌వే
Rhea చర్యలు
PDB నిర్మాణాలు RCSB PDB PDBe PDBsum
జీన్ ఆంటాలజీ AmiGO / QuickGO
శోధన PMC వ్యాసాలు PubMed వ్యాసాలు NCBI ప్రోటీన్లు

[1]

సెల్యులేస్ (3.2.1.4; క్రమబద్ధమైన పేరు 4-β-D-గ్లూకాన్ 4-గ్లూకనోహైడ్రోలేస్) అనేది ప్రధానంగా శిలీంధ్రాలు, బ్యాక్టీరియా, మరియు ప్రోటోజోవాల ద్వారా ఉత్పత్తి చేయబడే అనేక ఎంజైమ్‌లలో ఒకటి. ఇవి సెల్యులోలిసిస్ను, అంటే సెల్యులోజ్ మరియు దానికి సంబంధించిన కొన్ని పాలీశాకరైడ్ల విచ్ఛిన్నతను ఉత్ప్రేరకపరుస్తాయి (catalyze):

సెల్యులోజ్, లైకెనిన్ మరియు తృణధాన్యాల β-D-గ్లూకాన్‌లలోని (1→4)-β-D-గ్లూకోసిడిక్ బంధాల ఎండోహైడ్రోలిసిస్.

సెల్యులోజిక్ పదార్థాన్ని విచ్ఛిన్నం చేయడానికి వరుసగా లేదా సమన్వయంతో పనిచేసే వివిధ ఎంజైమ్‌ల సహజ మిశ్రమం లేదా సముదాయాన్ని కూడా ఈ పేరుతో పిలుస్తారు.

సెల్యులేస్‌లు సెల్యులోజ్ అణువును β-గ్లూకోజ్ వంటి మోనోశాకరైడ్లు ("సాధారణ చక్కెరలు")గా లేదా చిన్న పాలీశాకరైడ్లు మరియు ఒలిగోశాకరైడ్లుగా విచ్ఛిన్నం చేస్తాయి. సెల్యులోజ్ విచ్ఛిన్నం ఆర్థికంగా చాలా ముఖ్యమైనది, ఎందుకంటే ఇది మొక్కలలోని ప్రధాన భాగాన్ని వినియోగానికి మరియు రసాయన చర్యలలో ఉపయోగించడానికి వీలు కల్పిస్తుంది. ఇందులో జరిగే నిర్దిష్ట చర్య సెల్యులోజ్, హెమిసెల్యులోజ్, లైకెనిన్, మరియు తృణధాన్యాల β-D-గ్లూకాన్లలోని 1,4-β-D-గ్లైకోసిడిక్ బంధాల జలవిశ్లేషణ (hydrolysis). సెల్యులోజ్ అణువులు ఒకదానికొకటి బలంగా బంధించబడటం వల్ల, పిండి పదార్థం (starch) వంటి ఇతర పాలీశాకరైడ్ల విచ్ఛిన్నంతో పోలిస్తే సెల్యులోలిసిస్ సాపేక్షంగా కష్టతరమైనది.[2]

చాలా క్షీరదాలు సెల్యులోజ్ వంటి ఆహార పీచు పదార్థాలను స్వయంగా జీర్ణం చేసుకునే సామర్థ్యాన్ని చాలా పరిమితంగా కలిగి ఉంటాయి. పశువులు మరియు గొర్రెల వంటి రూమినెంట్లు (నెమరువేసే జంతువులు) మరియు గుర్రాల వంటి హిండ్‌గట్ ఫెర్మెంటర్లు వంటి అనేక శాకాహార జంతువులలో, సెల్యులేస్‌లు సహజీవనం చేసే బ్యాక్టీరియా ద్వారా ఉత్పత్తి చేయబడతాయి. అంతర్జాత సెల్యులేస్‌లు కొన్ని రకాల జంతువులు, ఉదాహరణకు కొన్ని చెదపురుగులు, నత్తలు,[3][4][5] మరియు వానపాములు వంటి వాటి ద్వారా ఉత్పత్తి చేయబడతాయి.

సెల్యులేస్‌లు ఆకుపచ్చ మైక్రోఆల్గేలలో (క్లామిడోమోనాస్ రీన్‌హార్డీ, గోనియం పెక్టోరలే మరియు వాల్వాక్స్ కార్టెరి) కూడా కనుగొనబడ్డాయి మరియు GH9 కుటుంబానికి చెందిన వాటి ఉత్ప్రేరక డొమైన్‌లు (CD) మెటాజోవాన్ అంతర్జాత సెల్యులేస్‌లతో అత్యధిక అనుక్రమ సమజాతతను (sequence homology) చూపుతాయి. ఆల్గల్ సెల్యులేస్‌లు మాడ్యులర్‌గా ఉంటాయి, ఇవి సిస్టీన్-రిచ్ కార్బోహైడ్రేట్-బైండింగ్ మాడ్యూల్స్ (CBMs), ప్రోలిన్/సెరిన్-(PS) రిచ్ లింకర్లతో పాటు కొన్ని సభ్యులలో Ig-వంటి మరియు తెలియని డొమైన్‌లను కలిగి ఉంటాయి. గోనియం పెక్టోరలే నుండి వచ్చిన సెల్యులేస్ లింకర్ల ద్వారా వేరు చేయబడిన రెండు CDలను మరియు C-టెర్మినల్ CBMని కలిగి ఉంటుంది.[6]

నిర్మాణాత్మకంగా మరియు యాంత్రికంగా భిన్నమైన అనేక రకాల సెల్యులేస్‌లు ఉన్నాయి. "సెల్యులేస్" అనే పేరుతో సంబంధం ఉన్న పర్యాయపదాలు, ఉత్పన్నాలు మరియు నిర్దిష్ట ఎంజైమ్‌లలో ఎండో-1,4-β-D-గ్లూకనేస్ (β-1,4-గ్లూకనేస్, β-1,4-ఎండోగ్లూకాన్ హైడ్రోలేస్, ఎండోగ్లూకనేస్ D, 1,4-(1,3;1,4)-β-D-గ్లూకాన్ 4-గ్లూకనోహైడ్రోలేస్), కార్బాక్సిమీథైల్ సెల్యులేస్ (CMCase), అవిసెలేస్, సెల్లుడెక్స్ట్రినేస్, సెల్యులేస్ A, సెల్లులోసిన్ AP, ఆల్కలీ సెల్యులేస్, సెల్యులేస్ A 3, 9.5 సెల్యులేస్, సెల్లోక్సిలనేస్ మరియు పాన్సెల్లేస్ SS ఉన్నాయి. లిగ్నిన్ను విచ్ఛిన్నం చేసే ఎంజైమ్‌లను అప్పుడప్పుడు సెల్యులేస్‌లు అని పిలుస్తారు, కానీ ఈ పాత వాడుక ఇప్పుడు నిలిపివేయబడింది; అవి లిగ్నిన్-మార్పు చేసే ఎంజైమ్‌లు.

రకాలు మరియు చర్య

ఉత్ప్రేరకపరచబడిన చర్య రకాన్ని బట్టి ఐదు సాధారణ రకాల సెల్యులేస్‌లు ఉన్నాయి:

పైన పేర్కొన్న రకాలలో ప్రోగ్రెసివ్ (ప్రాసెసివ్ అని కూడా పిలుస్తారు) మరియు నాన్-ప్రోగ్రెసివ్ రకాలు కూడా ఉన్నాయి. ప్రోగ్రెసివ్ సెల్యులేస్ ఒకే పాలీశాకరైడ్ స్ట్రాండ్‌తో పరస్పర చర్యను కొనసాగిస్తుంది, నాన్-ప్రోగ్రెసివ్ సెల్యులేస్ ఒకసారి పరస్పర చర్య చేసి విడిపోయి మరొక పాలీశాకరైడ్ స్ట్రాండ్‌తో చర్య జరుపుతుంది.

సెల్యులేస్ చర్య సమన్వయంతో కూడుకున్నదిగా పరిగణించబడుతుంది, ఎందుకంటే మూడు రకాల సెల్యులేస్‌లు విడివిడిగా కంటే కలిపి పనిచేసినప్పుడు చాలా ఎక్కువ చక్కెరను ఉత్పత్తి చేయగలవు. నెమరువేసే జంతువులు కాకుండా, చాలా జంతువులు (మనుషులతో సహా) తమ శరీరాల్లో సెల్యులేస్‌ను ఉత్పత్తి చేయవు మరియు కిణ్వ ప్రక్రియ (fermentation) ద్వారా మాత్రమే సెల్యులోజ్‌ను పాక్షికంగా విచ్ఛిన్నం చేయగలవు, ఇది పీచు పదార్థాలలోని ఆహార శక్తిని ఉపయోగించుకునే వారి సామర్థ్యాన్ని పరిమితం చేస్తుంది.

నిర్మాణం

చాలా శిలీంధ్ర సెల్యులేస్‌లు రెండు-డొమైన్ నిర్మాణాన్ని కలిగి ఉంటాయి, ఒక ఉత్ప్రేరక డొమైన్ మరియు ఒక సెల్యులోజ్ బైండింగ్ డొమైన్, ఇవి ఫ్లెక్సిబుల్ లింకర్ ద్వారా అనుసంధానించబడి ఉంటాయి. ఈ నిర్మాణం కరగని సబ్‌స్ట్రేట్‌పై పనిచేయడానికి అనుగుణంగా ఉంటుంది, మరియు ఇది ఎంజైమ్‌ను గొంగళి పురుగులా ఉపరితలంపై ద్విమితీయంగా కదలడానికి అనుమతిస్తుంది. అయితే, సెల్యులోజ్ బైండింగ్ డొమైన్‌లు లేని సెల్యులేస్‌లు (ఎక్కువగా ఎండోగ్లూకనేస్‌లు) కూడా ఉన్నాయి.

సబ్‌స్ట్రేట్‌ల బంధం మరియు ఉత్ప్రేరక చర్య రెండూ ఎంజైమ్ యొక్క త్రిమితీయ నిర్మాణంపై ఆధారపడి ఉంటాయి, ఇది ప్రోటీన్ ఫోల్డింగ్ స్థాయి ఫలితంగా ఏర్పడుతుంది. అమైనో ఆమ్ల క్రమం మరియు యాక్టివ్ సైట్‌లో ఉండే వాటి అవశేషాల అమరిక, సబ్‌స్ట్రేట్ బంధించే ప్రదేశం, లిగాండ్‌ల బంధన అనుబంధం, యాక్టివ్ సైట్‌లో సబ్‌స్ట్రేట్‌ల స్థిరీకరణ మరియు ఉత్ప్రేరక చర్య వంటి అంశాలను ప్రభావితం చేయవచ్చు. సబ్‌స్ట్రేట్ నిర్మాణం ఎంజైమ్ యొక్క ఖచ్చితమైన యాక్టివ్ సైట్ నిర్మాణానికి అనుబంధంగా ఉంటుంది. అవశేషాల స్థానంలో మార్పులు ఈ పరస్పర చర్యలలో ఒకటి లేదా అంతకంటే ఎక్కువ వాటిని దెబ్బతీయవచ్చు.[8] ఉష్ణోగ్రత, pH మరియు లోహ అయాన్లు వంటి అదనపు అంశాలు ఎంజైమ్ నిర్మాణం మధ్య నాన్-కోవాలెంట్ పరస్పర చర్యలను ప్రభావితం చేస్తాయి.[9] థెర్మోటోగా మారిటిమా జాతులు కేంద్ర ఉత్ప్రేరక ప్రాంతాన్ని (యాక్టివ్-సైట్) చుట్టుముట్టే 2 β-షీట్ల (ప్రోటీన్ నిర్మాణాలు)తో కూడిన సెల్యులేస్‌లను తయారు చేస్తాయి.[10] ఈ ఎంజైమ్ ఎండోగ్లూకనేస్‌గా వర్గీకరించబడింది, ఇది సెల్యులోజ్ గొలుసులలోని β-1,4-గ్లైకోసిడిక్ బంధాలను అంతర్గతంగా విచ్ఛిన్నం చేసి పాలిమర్ యొక్క తదుపరి క్షీణతను సులభతరం చేస్తుంది. T. మారిటిమా వలె అదే కుటుంబంలోని వివిధ జాతులు వేర్వేరు నిర్మాణాలతో సెల్యులేస్‌లను తయారు చేస్తాయి.[10] కోప్రినియోప్సిస్ సినెరియా జాతి ద్వారా ఉత్పత్తి చేయబడిన సెల్యులేస్‌లు β/α బారెల్ అని పిలువబడే మూసివున్న సొరంగం ఆకారంలో ఏడు ప్రోటీన్ స్ట్రాండ్‌లను కలిగి ఉంటాయి.[11] ఈ ఎంజైమ్‌లు కార్బాక్సిమీథైల్ సెల్యులోజ్ సబ్‌స్ట్రేట్‌ను జలవిశ్లేషణ చేస్తాయి. యాక్టివ్ సైట్‌లో సబ్‌స్ట్రేట్ బంధం ఎంజైమ్ నిర్మాణంలో మార్పును ప్రేరేపిస్తుంది, ఇది అణువు యొక్క క్షీణతను అనుమతిస్తుంది.

సెల్యులేస్ సముదాయాలు

అనేక బ్యాక్టీరియాలలో, సెల్యులేస్‌లు ఇన్ వివోలో సుప్రామోలిక్యులర్ అసెంబ్లీలో, అంటే సెల్లులోసోమ్‌లులో నిర్వహించబడే సంక్లిష్ట ఎంజైమ్ నిర్మాణాలు. ఇవి ఎండోసెల్యులేస్‌లు, ఎక్సోసెల్యులేస్‌లు, సెల్లోబైయేస్‌లు, ఆక్సిడేటివ్ సెల్యులేస్‌లు మరియు సెల్యులోజ్ ఫాస్ఫోరిలేస్‌లు అనే ఐదు వేర్వేరు ఎంజైమాటిక్ సబ్‌యూనిట్‌లను కలిగి ఉండవచ్చు, వీటిలో ఎక్సోసెల్యులేస్‌లు మరియు సెల్లోబైయేస్‌లు మాత్రమే β(1→4) బంధం యొక్క అసలు జలవిశ్లేషణలో పాల్గొంటాయి. సెల్లులోసోమ్‌లను తయారు చేసే సబ్‌యూనిట్‌ల సంఖ్య ఎంజైమ్ చర్య రేటును కూడా నిర్ణయించగలదు.[12]

మల్టీడొమైన్ సెల్యులేస్‌లు అనేక వర్గీకరణ సమూహాలలో విస్తృతంగా ఉన్నాయి, అయితే సెల్లులోసోమ్‌లలో కనిపించే వాయురహిత బ్యాక్టీరియా నుండి వచ్చే సెల్యులేస్‌లు అత్యంత సంక్లిష్టమైన నిర్మాణాన్ని కలిగి ఉంటాయి, ఇవి వివిధ రకాల మాడ్యూళ్లను కలిగి ఉంటాయి. ఉదాహరణకు, క్లోస్ట్రిడియం సెల్లులోలైటికమ్ 13 GH9 మాడ్యులర్ సెల్యులేస్‌లను ఉత్పత్తి చేస్తుంది, ఇవి ఉత్ప్రేరక-డొమైన్ (CD), కార్బోహైడ్రేట్-బైండింగ్ మాడ్యూల్ (CBM), డాకెరిన్, లింకర్ మరియు Ig-వంటి డొమైన్‌ల యొక్క విభిన్న సంఖ్య మరియు అమరికను కలిగి ఉంటాయి.[13]

ఉదాహరణకు, ట్రైకోడెర్మా రీసీ నుండి వచ్చే సెల్యులేస్ సముదాయం, స్ఫటికాకార సెల్యులోజ్ గొలుసులను వేరు చేసే C1 (57,000 డాల్టన్లు) అని పిలువబడే ఒక భాగం, ఒక ఎండోగ్లూకనేస్ (సుమారు 52,000 డాల్టన్లు), ఒక ఎక్సోగ్లూకనేస్ (సుమారు 61,000 డాల్టన్లు), మరియు ఒక β-గ్లూకోసిడేస్ (76,000 డాల్టన్లు)లను కలిగి ఉంటుంది.[14]

సెల్లులోసోమ్‌లను ఉత్పత్తి చేసే బ్యాక్టీరియా యొక్క జినోమ్లలో డాకెరిన్లు మరియు కోహెసిన్లు అని పిలువబడే అనేక "సిగ్నేచర్" క్రమాలు గుర్తించబడ్డాయి. వాటి అమైనో ఆమ్ల క్రమం మరియు తృతీయ నిర్మాణాలు ఆధారంగా, సెల్యులేస్‌లను క్లాన్‌లు మరియు కుటుంబాలుగా విభజించారు.[15]

మల్టీమాడ్యులర్ సెల్యులేస్‌లు ఉచిత ఎంజైమ్ (కేవలం CDతో) కంటే ఎక్కువ సమర్థవంతమైనవి, ఎందుకంటే ఎంజైమ్ మరియు సెల్యులోజిక్ సబ్‌స్ట్రేట్ మధ్య సామీప్యత వల్ల సమన్వయం (synergism) ఏర్పడుతుంది. CBMలు సెల్యులోజ్ బంధనంలో పాల్గొంటాయి, అయితే గ్లైకోసైలేటెడ్ లింకర్లు అధిక చర్య మరియు ప్రోటీజ్ రక్షణ కోసం CDకి వశ్యతను (flexibility) అందిస్తాయి, అలాగే సెల్యులోజ్ ఉపరితలానికి బంధాన్ని పెంచుతాయి.[6]

సెల్యులోలిసిస్ యంత్రాంగం

[16]

ఉపయోగాలు

సెల్యులేస్ కాఫీ ప్రాసెసింగ్‌లో వాణిజ్య ఆహార తయారీకి ఉపయోగించబడుతుంది. ఇది కాఫీ గింజల ఎండబెట్టే ప్రక్రియలో సెల్యులోజ్ యొక్క జలవిశ్లేషణను చేస్తుంది. అంతేకాకుండా, సెల్యులేస్‌లు వస్త్ర పరిశ్రమలో మరియు లాండ్రీ డిటర్జెంట్లలో విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతున్నాయి. వీటిని పల్ప్ మరియు పేపర్ పరిశ్రమలో వివిధ ప్రయోజనాల కోసం ఉపయోగిస్తారు, మరియు ఇవి ఔషధ అనువర్తనాలకు కూడా ఉపయోగించబడతాయి. సెల్యులేస్ బయోమాస్ నుండి బయో ఇంధనాల కిణ్వ ప్రక్రియలో ఉపయోగించబడుతుంది, అయితే ఈ ప్రక్రియ ప్రస్తుతం సాపేక్షంగా ప్రయోగాత్మక దశలోనే ఉంది.

పేపర్ మరియు పల్ప్

పేపర్ మరియు పల్ప్ పరిశ్రమలో సెల్యులేస్‌లకు అనేక రకాల అనువర్తనాలు ఉన్నాయి. ఉత్పత్తి మరియు రీసైక్లింగ్ ప్రక్రియలలో డీబార్కింగ్, పల్పింగ్, బ్లీచింగ్, డ్రైనేజీ లేదా డీఇంకింగ్ను మెరుగుపరచడానికి సెల్యులేస్‌లను ఉపయోగించవచ్చు.[17]

సెల్యులేస్ వాడకం కాగితం నాణ్యతను కూడా మెరుగుపరుస్తుంది. సెల్యులేస్‌లు ఫైబర్ స్వరూపాన్ని ప్రభావితం చేస్తాయి, ఇది మెరుగైన ఫైబర్-ఫైబర్ బంధానికి దారితీయవచ్చు, దీని ఫలితంగా ఫైబర్ సంశ్లేషణ పెరుగుతుంది.[18] కాగితంపై అదనపు ప్రభావాలలో పెరిగిన తన్యత బలం (tensile strength), అధిక బల్క్, పోరోసిటీ మరియు టిష్యూ మృదుత్వం ఉండవచ్చు.

ఔషధ

సెల్యులేస్ మానవ కడుపులో కనిపించే ఒక రకమైన సెల్యులోజ్ బీజోర్ అయిన ఫైటోబీజోర్‌లకు చికిత్సగా వైద్యంలో ఉపయోగించబడుతుంది, మరియు ఇది ఎక్స్‌ట్రాసెల్యులర్ పాలిమెరిక్ సబ్‌స్టాన్స్ (EPS) యొక్క నిర్మాణ, మాతృక ఎక్సోపాలిశాకరైడ్లలోని β(1-4) గ్లైకోసిడిక్ బంధాలను జలవిశ్లేషణ చేయడం ద్వారా పాలిమైక్రోబియల్ బ్యాక్టీరియల్ బయోఫిల్మ్లను విచ్ఛిన్నం చేయడంలో సమర్థతను ప్రదర్శించింది.[19][20]

వస్త్రాలు

వస్త్ర పరిశ్రమలో సెల్యులేస్‌ల యొక్క వివిధ ఉపయోగాలలో జీన్స్ యొక్క బియోస్టోనింగ్, వస్త్ర ఫైబర్‌ల పాలిషింగ్, దుస్తులను మృదువుగా చేయడం, అదనపు రంగును తొలగించడం లేదా రంగు ప్రకాశాన్ని పునరుద్ధరించడం ఉన్నాయి.

కాటన్ వంటి బట్టలపై వదులుగా ఉన్న ఫైబ్రిల్స్ను తొలగించడానికి సెల్యులేస్‌ను లాండ్రీ డిటర్జెంట్లలో కూడా చేర్చవచ్చు.[21] సెల్యులేస్ ఉన్న డిటర్జెంట్లు మెరుగైన మట్టి తొలగింపును కలిగి ఉండవచ్చు[22] మరియు బట్టలపై పిల్లింగ్ (pilling) రూపాన్ని తగ్గించవచ్చు.

వ్యవసాయం

సెల్యులేస్‌లను వ్యవసాయ రంగంలో మొక్కల వ్యాధికారక కారకంగా మరియు వ్యాధి నియంత్రణ కోసం ఉపయోగించవచ్చు. ఇది విత్తనాల మొలకలను మెరుగుపరచడానికి మరియు మూల వ్యవస్థను మెరుగుపరచడానికి కూడా వర్తించబడుతుంది, మరియు ఇది మెరుగైన నేల నాణ్యతకు దారితీయవచ్చు మరియు ఖనిజ ఎరువులపై ఆధారపడటాన్ని తగ్గించవచ్చు.[18]

కొలత

సహజ సబ్‌స్ట్రేట్ అయిన సెల్యులోజ్, నీటిలో కరగని పాలిమర్ కాబట్టి, ఈ సబ్‌స్ట్రేట్‌ను ఉపయోగించి సాంప్రదాయ చక్కెర తగ్గింపు పరీక్షలను సెల్యులేస్ చర్యను కొలవడానికి ఉపయోగించలేము. విశ్లేషణాత్మక శాస్త్రవేత్తలు అనేక ప్రత్యామ్నాయ పద్ధతులను అభివృద్ధి చేశారు.

  • DNSA పద్ధతి సెల్యులేస్ చర్యను 0.5 ml సూపర్‌నాటెంట్‌ను 0.05M సిట్రేట్ బఫర్ (pH 4.8)లో 1% కార్బాక్సిమీథైల్ సెల్యులోజ్ (CMC)తో 50 °C వద్ద 30 నిమిషాల పాటు ఇంక్యుబేట్ చేయడం ద్వారా నిర్ణయించబడింది. 3 ml డైనిట్రోసాలిసైక్లిక్ యాసిడ్ రియాజెంట్‌ను జోడించడం ద్వారా చర్య ముగిసింది. అబ్సార్బెన్స్ 540 nm వద్ద చదవబడింది.[23]

సెల్యులేస్ నమూనాతో ఇంక్యుబేషన్ చేసినప్పుడు కార్బాక్సిమీథైల్ సెల్యులోజ్ వంటి నీటిలో కరిగే సెల్యులోజ్ ఉత్పన్నాన్ని కలిగి ఉన్న ద్రావణం యొక్క స్నిగ్ధత (viscosity) తగ్గుదలను కొలవడానికి విస్కోమీటర్ను ఉపయోగించవచ్చు.[24] స్నిగ్ధతలో తగ్గుదల సెల్యులేస్ చర్యకు నేరుగా అనులోమానుపాతంలో ఉంటుంది. ఇటువంటి పరీక్షలు ఎండో-సెల్యులేస్ కోసం చాలా సున్నితమైనవి మరియు నిర్దిష్టమైనవి (ఎక్సో-యాక్టింగ్ సెల్యులేస్ ఎంజైమ్‌లు స్నిగ్ధతలో తక్కువ లేదా ఎటువంటి మార్పును ఉత్పత్తి చేయవు), అయితే సాంప్రదాయ ఎంజైమ్ యూనిట్లలో (నిమిషానికి జలవిశ్లేషణ చేయబడిన సబ్‌స్ట్రేట్ యొక్క మైక్రోమోల్స్ లేదా ఉత్పత్తి చేయబడిన ఉత్పత్తి) చర్యను నిర్వచించడం కష్టం కాబట్టి ఇవి పరిమితం చేయబడ్డాయి.

సెల్లోలిగోశాకరైడ్ సబ్‌స్ట్రేట్లు

తక్కువ DP సెల్లో-ఒలిగోశాకరైడ్లు (DP2-6) సెల్యులేస్ ఎంజైమ్‌లకు ఆచరణీయమైన సబ్‌స్ట్రేట్‌లుగా పనిచేయడానికి నీటిలో తగినంతగా కరుగుతాయి.[25] అయితే, ఈ సబ్‌స్ట్రేట్లు స్వయంగా 'చక్కెరలను తగ్గించేవి' (reducing sugars) కాబట్టి, ఇవి అధిక 'బ్లాంక్' విలువను ఉత్పత్తి చేస్తాయి, కాబట్టి సాంప్రదాయ చక్కెర తగ్గింపు పరీక్షలలో ఉపయోగించడానికి ఇవి తగినవి కావు. అయినప్పటికీ, వాటి సెల్యులేస్ మధ్యవర్తిత్వ జలవిశ్లేషణను HPLC లేదా IC పద్ధతుల ద్వారా పర్యవేక్షించవచ్చు, తద్వారా ఒక నిర్దిష్ట సెల్యులేస్ ఎంజైమ్ యొక్క సబ్‌స్ట్రేట్ అవసరాలపై విలువైన సమాచారాన్ని పొందవచ్చు.

తగ్గించబడిన సెల్లో-ఒలిగోశాకరైడ్ సబ్‌స్ట్రేట్లు

సెల్లో-ఒలిగోశాకరైడ్‌లను సోడియం బోరోహైడ్రైడ్ చర్య ద్వారా వాటి సంబంధిత చక్కెర ఆల్కహాల్‌లను ఉత్పత్తి చేయడానికి రసాయనికంగా తగ్గించవచ్చు. ఈ సమ్మేళనాలు చక్కెర తగ్గింపు పరీక్షలలో స్పందించవు, కానీ వాటి జలవిశ్లేషణ ఉత్పత్తులు స్పందిస్తాయి. ఇది బోరోహైడ్రైడ్ తగ్గించిన సెల్లో-ఒలిగోశాకరైడ్‌లను నెల్సన్-సైమోగి పద్ధతి వంటి సాంప్రదాయ చక్కెర తగ్గింపు పరీక్షలను ఉపయోగించి సెల్యులేస్ పరీక్ష కోసం విలువైన సబ్‌స్ట్రేట్‌లుగా చేస్తుంది.[26][27]

రంగు వేయబడిన పాలీశాకరైడ్ సబ్‌స్ట్రేట్లు

[28]

ఈ సబ్‌స్ట్రేట్‌లను రెండు తరగతులుగా విభజించవచ్చు-

  • కరగని క్రోమోజెనిక్ సబ్‌స్ట్రేట్లు: AZCL-HE-సెల్యులోజ్ వంటి కరగని సెల్యులేస్ సబ్‌స్ట్రేట్ ద్రావణంలో ఉంచినప్పుడు జెలటినస్ కణాలను సృష్టించడానికి నీటిని గ్రహిస్తుంది. ఈ సబ్‌స్ట్రేట్ సెల్యులేస్ చర్య ద్వారా క్రమంగా డీపాలిమరైజ్ చేయబడుతుంది మరియు కరిగించబడుతుంది. ఎంజైమ్ చర్యను ఆపడానికి ఆల్కలీన్ ద్రావణాన్ని జోడించడం ద్వారా చర్య ముగిస్తుంది మరియు రియాక్షన్ స్లర్రీని ఫిల్టర్ చేస్తారు లేదా సెంట్రిఫ్యూజ్ చేస్తారు. ఫిల్ట్రేట్ లేదా సూపర్‌నాటెంట్‌లోని రంగు కొలవబడుతుంది మరియు ఎంజైమ్ చర్యకు సంబంధించి ఉంటుంది.
  • కరిగే క్రోమోజెనిక్ సబ్‌స్ట్రేట్లు: సెల్యులేస్ నమూనాను అజో-CM-సెల్యులోజ్ వంటి నీటిలో కరిగే సబ్‌స్ట్రేట్‌తో ఇంక్యుబేట్ చేస్తారు, చర్య ముగిస్తుంది మరియు అధిక పరమాణు బరువు, పాక్షికంగా జలవిశ్లేషణ చేయబడిన శకలాలు ఇథనాల్ లేదా మెథాక్సీఇథనాల్ వంటి సేంద్రీయ ద్రావణంతో ద్రావణం నుండి అవక్షేపించబడతాయి. సస్పెన్షన్‌ను పూర్తిగా కలిపి, సెంట్రిఫ్యూజ్ చేస్తారు, మరియు సూపర్‌నాటెంట్ ద్రావణంలోని రంగు (చిన్న, కరిగే, రంగు వేయబడిన శకలాల కారణంగా) కొలవబడుతుంది. ప్రామాణిక వక్రరేఖ సహాయంతో, ఎంజైమ్ చర్యను నిర్ణయించవచ్చు.

ఎంజైమ్ కపుల్డ్ రియాజెంట్లు

ఎండో-సెల్యులేస్ యొక్క నిర్దిష్ట కొలతను అనుమతించే కొత్త రియాజెంట్లు అభివృద్ధి చేయబడ్డాయి.[29][30] ఈ పద్ధతులలో అనుబంధ ఎంజైమ్ సమక్షంలో ఫంక్షనలైజ్డ్ ఒలిగోశాకరైడ్ సబ్‌స్ట్రేట్‌ల ఉపయోగం ఉంటుంది. చూపిన ఉదాహరణలో, ఒక సెల్యులేస్ ఎంజైమ్ సెల్యులోజ్ యొక్క ట్రైశాకరైడ్ శకలాన్ని గుర్తించి ఈ యూనిట్‌ను విచ్ఛిన్నం చేయగలదు. రియాజెంట్ మిశ్రమంలో ఉన్న అనుబంధ ఎంజైమ్ (β-గ్లూకోసిడేస్) అప్పుడు క్రోమోఫోర్ లేదా ఫ్లోరోఫోర్‌ను కలిగి ఉన్న శకలాన్ని జలవిశ్లేషణ చేయడానికి పనిచేస్తుంది. ఎంజైమాటిక్ చర్యను ఆపివేసే మరియు విడుదలైన ఫినోలిక్ సమ్మేళనాన్ని ఫినోలేట్ జాతులుగా ఉత్పత్తి చేయడానికి డీప్రోటోనేట్ చేసే ప్రాథమిక ద్రావణాన్ని జోడించడం ద్వారా పరీక్ష ముగిస్తుంది. ఒక నిర్దిష్ట నమూనా యొక్క సెల్యులేస్ చర్య విడుదలైన ఫినోలేట్ పరిమాణానికి నేరుగా అనులోమానుపాతంలో ఉంటుంది, దీనిని స్పెక్ట్రోఫోటోమీటర్ ఉపయోగించి కొలవవచ్చు. ట్రైశాకరైడ్ సబ్‌స్ట్రేట్ యొక్క నాన్-రిడ్యూసింగ్ ఎండ్‌పై ఎసిటల్ ఫంక్షనలైజేషన్ మాతృ సబ్‌స్ట్రేట్‌పై అనుబంధ β-గ్లూకోసిడేస్ చర్యను నిరోధిస్తుంది.

ఇవి కూడా చూడండి

మూలాలు

  1. ↑ 1NLR; (December 1997). "The Streptomyces lividans family 12 endoglucanase: construction of the catalytic core, expression, and X-ray structure at 1.75 Å resolution". Biochemistry. 36 (51) 16032–9. doi:10.1021/bi972407v.; PyMOLతో రూపొందించబడింది
  2. ↑ Cellulose. doi:10.1036/1097-8542.118200.
  3. ↑ (2011). "Biology of termites: a modern synthesis". Springer. ISBN 978-90-481-3976-7.
  4. ↑ (July 1998). "A cellulase gene of termite origin". Nature. 394 (6691) 330–1. doi:10.1038/28527.
  5. ↑ (August 2001). "Animal cellulases". Cellular and Molecular Life Sciences. 58 (9) 1167–78. doi:10.1007/PL00000931.
  6. ↑ 6.0 6.1 (2018-06-15). "Novel Insights from Comparative In Silico Analysis of Green Microalgal Cellulases". International Journal of Molecular Sciences. 19 (6) 1782. doi:10.3390/ijms19061782.
  7. ↑ (August 2005). "A major new component in the cellulosome of Clostridium thermocellum is a processive endo-β-1,4-glucanase producing cellotetraose". FEMS Microbiology Letters. 249 (2) 353–8. doi:10.1016/j.femsle.2005.06.037.
  8. ↑ (November 2011). "Multiple functions of aromatic-carbohydrate interactions in a processive cellulase examined with molecular simulation". The Journal of Biological Chemistry. 286 (47) 41028–35. doi:10.1074/jbc.M111.297713.
  9. ↑ (January 2008). "Purification and characterization of cellulase produced by Bacillus amyoliquefaciens DL-3 utilizing rice hull". Bioresource Technology. 99 (2) 378–86. doi:10.1016/j.biortech.2006.12.013.
  10. ↑ 10.0 10.1 (April 2011). "Crystal structure and substrate-binding mode of cellulase 12A from Thermotoga maritima'". Proteins. 79 (4) 1193–204. doi:10.1002/prot.22953.
  11. ↑ (March 2010). "Crystal structure of a glycoside hydrolase family 6 enzyme, CcCel6C, a cellulase constitutively produced by Coprinopsis cinerea". The FEBS Journal. 277 (6) 1532–42. doi:10.1111/j.1742-4658.2010.07582.x.
  12. ↑ (January 2013). "Functional display of complex cellulosomes on the yeast surface via adaptive assembly". ACS Synthetic Biology. 2 (1) 14–21. doi:10.1021/sb300047u.
  13. ↑ (March 2014). "Characterization of all family-9 glycoside hydrolases synthesized by the cellulosome-producing bacterium Clostridium cellulolyticum". The Journal of Biological Chemistry. 289 (11) 7335–48. doi:10.1074/jbc.M113.545046.
  14. ↑ Worthington Biochemical Corporation (2014), Cellulase. Accessed on 2014-07-03
  15. ↑ (October 1998). "Cellulose, cellulases and cellulosomes". Current Opinion in Structural Biology. 8 (5) 548–57. doi:10.1016/S0959-440X(98)80143-7.
  16. ↑ (2015-01-01). Biomass Sugars for Non-Fuel Applications. 1–53. Royal Society of Chemistry. ISBN 978-1-78262-113-3. doi:10.1039/9781782622079-00001.
  17. ↑ (2 Aug 2016). "New and Future Developments in Microbial Biotechnology and Bioengineering: Microbial Cellulase System Properties and Applications". doi:10.1016/B978-0-444-63507-5.00013-7.
  18. ↑ 18.0 18.1 (2011). "Microbial Cellulases and Their Industrial Applications". Enzyme Research. 10 6065–6072. doi:10.4061/2011/280696.
  19. ↑ (April 2017). "Approaches to Dispersing Medical Biofilms". Microorganisms. 5 (2) 15. doi:10.3390/microorganisms5020015.
  20. ↑ (February 2017). Glycoside Hydrolases Degrade Polymicrobial Bacterial Biofilms in Wounds. Antimicrobial Agents and Chemotherapy. 61 (2) AAC.01998–16. doi:10.1128/AAC.01998-16.
  21. ↑ Yau, Hamish C. L.; Byard, James; Thompson, Lily E.; Malekpour, Adam K.; Robson, Timothy; Bakshani, Cassie R.; Lelanaite, Ieva; Willats, William G. T.; Lant, Neil J.. (September 27, 2024). Enzymatic modification of cotton fibre polysaccharides as an enabler of sustainable laundry detergents. Scientific Reports. 14 (1) 22049. doi:10.1038/s41598-024-73128-x.
  22. ↑ Hoshino, Eiichi; Chiwaki, Masahito; Suzuki, Akira; Murata, Moriyasu. (2000). Improvement of cotton cloth soil removal by inclusion of alkaline cellulase from Bacillus sp. KSM-635 in detergents. Journal of Surfactants and Detergents. 3 (3) 317–326. doi:10.1007/s11743-000-0135-y.
  23. ↑ (June 2016). Isolation, optimization and production of cellulase by Aspergillus niger from agricultural waste.. Journal of Pure and Applied Microbiology. 10 (2) 1159–66. doi:10.22207/JPAM.10.2.36.
  24. ↑ (January 1979). "The cellulolytic enzymes of Botryodiplodia theobromae Pat. Separation and characterization of cellulases and β-glucosidases". The Biochemical Journal. 177 (1) 9–19. doi:10.1042/bj1770009.
  25. ↑ (2013). "Engineering of family-5 glycoside hydrolase (Cel5A) from an uncultured bacterium for efficient hydrolysis of cellulosic substrates". PLOS ONE. 8 (6). doi:10.1371/journal.pone.0065727.
  26. ↑ (1944). "A photometric adaptation of the Somogyi method for the determination of glucose". J. Biol. Chem.. 153 (2) 375–80. doi:10.1016/S0021-9258(18)71980-7.
  27. ↑ (March 1952). "Notes on sugar determination". The Journal of Biological Chemistry. 195 (1) 19–23. doi:10.1016/S0021-9258(19)50870-5.
  28. ↑ (November 1980). "New chromogenic substrates for the assay of alpha-amylase and (1 leads to 4)-β-D-glucanase". Carbohydrate Research. 86 (1) 97–104. doi:10.1016/s0008-6215(00)84584-x.
  29. ↑ (February 2014). "Novel substrates for the measurement of endo-1,4-β-glucanase (endo-cellulase)". Carbohydrate Research. 385 9–17. doi:10.1016/j.carres.2013.12.001.
  30. ↑ (August 2014). "Quantitative fluorometric assay for the measurement of endo-1,4-β-glucanase". Carbohydrate Research. 395 47–51. doi:10.1016/j.carres.2014.05.002.

మరింత పఠనం

  • (2002). Principles of terrestrial ecosystem ecology. Springer. ISBN 978-0-387-95439-4.
  • The Merck Manual of Diagnosis and Therapy, Chapter 24
  • (2011). "Enhancement of Cellulase Activity from a New Strain of Bacillus subtilis by Medium Optimization and Analysis with Various Cellulosic Substrates". Enzyme Research. 2011. doi:10.4061/2011/151656.
  • (May 2014). "Recombinant expression and characterization of a novel endoglucanase from Bacillus subtilis in Escherichia coli". Molecular Biology Reports. 41 (5) 3295–302. doi:10.1007/s11033-014-3192-8.

మూలం: ఇంగ్లీష్ వికీపీడియాలోని “Cellulase” వ్యాసానికి అనువాదం. మూల వ్యాసం: https://en.wikipedia.org/wiki/Cellulase ఈ అనువాదం స్వయంచాలకంగా రూపొందించబడింది.

Retrieved from "https://ltrc.sciwiki.in/index.php?title=సెల్యులేస్&oldid=4015"