β-galaktosidase | |||||||||||||||||||
β-Galactosidase fra Penicillum sp. ( FBB 1TG7 ) | |||||||||||||||||||
Hovedtrekkene | |||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Godkjent navn | β-galaktosidase 1 | ||||||||||||||||||
Symbol | GLB1 | ||||||||||||||||||
Synonymer | ELNR1, MPS4B, EBP | ||||||||||||||||||
EF nr. | 3.2.1.23 | ||||||||||||||||||
Homo sapiens | |||||||||||||||||||
Locus | 3 s 22.3 | ||||||||||||||||||
Molekylær vekt | 76 075 Da | ||||||||||||||||||
Antall rester | 677 aminosyrer | ||||||||||||||||||
Koblinger tilgjengelig fra GeneCards og HUGO . | |||||||||||||||||||
|
EF nr. | EC |
---|---|
CAS-nummer |
IUBMB | IUBMB-oppføring |
---|---|
IntEnz | IntEnz-visning |
BRENDA | BRENDA inngang |
KEGG | KEGG-inngang |
MetaCyc | Metabolisk vei |
PRIAM | Profil |
FBD | RCSB PDB PDBe PDBj PDBsum |
GÅ | AmiGO / EGO |
Den β-galaktosidase , noen ganger forkortet som beta-gal eller β-gal er en hydrolase hvis rolle er å hydrolysere de p-galaktosider i tør enkel. Dens foretrukne substrater kan være gangliosid GM1 , laktosylceramider , laktose , så vel som flere glykoproteiner . Det er en homotetramer som består av fire lignende underenheter på hver 116 kDa.
Det er involvert i metabolismen av galaktose og sfingolipider , så vel som i biosyntese av glykosfingolipider .
Dens fravær (eller svak tilstedeværelse) i tarmen er hovedårsaken til manglende evne til å fordøye laktose hos mennesker : vi snakker om laktoseintoleranse . Genetisk forårsaker en mangel på GLB1- genet mucopolysakkaridose type IV (MPS4), galaktosialidose eller GM1 gangliosidose .
Den første β-galaktosidase er blitt sekvensert er den av E. coli , i 1970. Den består av 1024 rester av aminosyrer . Den proteinet består av fire kjeder, og har en molekylmasse på 464 kDa . Hver enhet har fem domener , hvor den tredje har det aktive nettstedet . Dette enzymet kan skilles i to peptider, LacZα og LacZΩ, hvor ingen av enhetene kan være aktive av seg selv. Denne karakteristikken brukes i mange kloningsvektorer for å fullføre α-komplementering av de kunstige spesifikke kjedene til Escherichia coli , det kortere peptidet (LacZα) blir kodet av plasmidet, mens det lengre peptidet (LacZΩ) blir kodet i trans av det bakterielle kromosomet . Når DNA- fragmentene settes inn i vektoren og produksjonen av LacZα blir avbrutt, har cellen ikke lenger noen β-galaktosidaseaktivitet. Dette resulterer i nærvær av to typer rekombinanter: de som er i stand til å nedbryte laktose og de som ikke kan.
I 1995, Dimri et al. foreslå en ny isoform av β-galaktosidase som har en maksimal aktivitet ved pH 6,0, som bare vil uttrykkes under aldring (det irreversible opphør av cellevekst). En spesifikk måleprotokoll er til og med utviklet. I dag vet vi at dette tilsvarer en akkumulering av endogen lysosomal β-galaktosidase, og ekspresjonen er ikke nyttig for aldring. Til tross for alt, forblir dette enzymet en valgfri biomarkør for aldersfasen av celler på grunn av dets lette å bli oppdaget.
Det aktive stedet for β-galaktosidase katalyserer hydrolysen av substratet av både "overflate" og "dype" bindinger. K + -ioner så vel som Mg ++ -ioner er nødvendige for å oppnå en optimal virkning av enzymet. Kovalent feste til substratet er gjennom den terminale karboksylgruppen i sidekjeden til en glutaminsyre .
I E. coli ble det antatt at aminosyren Glu 461 var involvert i denne substitusjonsreaksjonen. Vi vet nå at denne aminosyren faktisk er en syrekatalysator, og at det er ganske Glu 537 som er det kovalente mellomproduktet.
Hos mennesker er den nukleofile polen i hydrolyse Glu 268 .
Beta-galaktosidase assosiert med senesens (SA-β-gal eller Senescence-assosiert β-galaktosidase) er et hydrolaselignende enzym som katalyserer hydrolysen av β-galaktosider monosakkarid bare i senescent celler. Den senescensassosierte beta-galaktosidasen, sammen med p16 Ink4A , anses å være en biomarkør for cellulær aldring.
Dens eksistens ble foreslått i 1995 etter observasjonen at når beta-galaktosidaseanalyser ble utført ved pH 6, er det bare celler i en aldrende tilstand som utvikler farging. En cytokjemisk test er blitt foreslått basert på produksjonen av et blåfarget bunnfall som skyldes spalting av det kromogene substratet X-Gal, som flekker blått når det spaltes av galaktosidase. Siden da har enda mer spesifikke kvantitative analyser blitt utviklet for påvisning ved pH 6,0. I dag forklares dette fenomenet ved overekspresjon og akkumulering av endogen lysosomal beta-galaktosidase spesielt i senescent celler. Dens uttrykk er ikke nødvendig for aldring. Imidlertid er det fortsatt den mest brukte biomarkøren for senescent og aldrende celler, da det er lett å oppdage og pålitelig både in situ og in vitro .
Dette enzymet er ettertraktet i bakterieidentifikasjons gallerier: i fravær av laktose degradering , en lurer om tilstedeværelsen av dette enzymet, og om tilstedeværelsen av et porin , en membranproteintransporterende molekyler.
Den isopropyl β-D-1-tiogalaktopyranosid eller IPTG har evnen til å binde og hemme lac-repressoren, og dermed indusere transkripsjon av genet som koder for β-galaktosidase .
Β-galaktosidase fungerer som en transformasjonskontroll på en petriskål for bakterieceller som har integrert et plasmid som inneholder Lac Z- genet som koder for β-galaktosidase.
Ved å dyrke cellene på et medium inneholdende X-ga l (fargeløs substrat) er det mulig å velge de bakterier som har integrert plasmid som inneholder Lac Z. Faktisk, de som har integrert Lac Z encode β-galaktosidase som vil spalte X- gal, den spaltede X-gal blir blå. Bakterier som ikke har integrert Lac-Z vil ikke uttrykke β-galaktosidase og vil forbli hvite fordi X-gal ikke er spaltet.