Ketoza 3-epimeraza je pokazala pomembno vlogo ne samo v strategiji biokonverzije cikličnih monosaharidov, imenovani Izumoring, ampak tudi v industrijski biološki proizvodnji d-psikoze, novega nizko-kaloričnega redkega sladkorja, ki se pogosto uporablja v prehrambeni in medicinski industriji. Ker bi lahko ne-neencimske stranske reakcije zmanjšali v kislih pogojih, je rahlo kisli pH optimum ena glavnih težav pri biološki proizvodnji d-psicose.
Vse, kar morate vedeti
Kaj je encim epimeraza?
Kako lahko D-psikozo pridobimo iz glukoze?
Proizvodnja d-psikoze iz d-glukoze zahteva ko-ekspresijo in sinergistično delovanje ksiloze izomeraze in d-psikoze 3-epimeraze.
Kakšna je razlika med epimerazo in izomerazo?
Izomeraze se primarno uporabljajo za kataliziranje izomerizacije med aldozami in ketozami, medtem ko epimeraze olajšajo inverzijo stereokemije v molekulah sladkorja z več kiralnimi ogljikovimi atomi
Kaj se zgodi z glikogenom, če ne jeste ogljikovih hidratov?
Ne uživajte dovolj ogljikovih hidratov
Diete z malo{0}}ogljičnimi hidrati ali restriktivne diete lahko znatno zmanjšajo zaloge glikogena. Medtem ko nekateri ljudje dobro prenašajo nizek vnos ogljikovih hidratov, drugi hitro razvijejo utrujenost. Vaši možgani in mišice so močno odvisni od glukoze. Brez dovolj ogljikovih hidratov v prehrani se zaloge glikogena zmanjšajo.
Glavne aplikacije:
v živilski industriji
Kot ključni biokatalizator za sintezo D-psikoze posebej katalizira epimerizacijo D-fruktoze na položaju C3 za učinkovito proizvodnjo D-psikoze.
Proizvodnja nizko-kaloričnih sladil: D-psikoza je idealen nadomestek saharoze s približno 70 % sladkosti saharoze in le 10 % kalorij, brez pomembnega vpliva na glukozo v krvi. Široko se uporablja v pijačah, slaščicah, pekovskih izdelkih in drugi zdravi hrani z nizko -sladkorjem.
Izboljšanje predelave hrane: spodbuja Maillardovo reakcijo za izboljšanje okusa in barve v pekovskih izdelkih, izboljša-zmožnost zadrževanja vode in teksturo ter optimizira bistrost sokov.
Funkcionalni razvoj hrane: D-psikoza ima fiziološke funkcije, kot so zaviranje kopičenja maščob, uravnavanje glukoze v krvi in protiv-vnetne učinke, zato se uporablja v živilih za ljudi z debelostjo, sladkorno boleznijo in hiperlipidemijo.
v industrijski biotehnologiji
Pretvorba biomase: Sodeluje pri predobdelavi kmetijskih odpadkov, kot so koruzni štedilnik in pšenični otrobi, sprošča fermentirajoče sladkorje in izboljšuje izkoristek bioetanola in bio-kemikalij.
Celulozna in papirna industrija: izboljša ekstrakcijo lignina in učinkovitost beljenja, zmanjša uporabo kemičnih belilnih sredstev in onesnaževanje okolja.
Sinteza materialov na biološki osnovi: katalizira proizvodnjo sladkornih derivatov, ki se uporabljajo kot surovine za razgradljivo embalažo in biološke polimerne materiale.
v medicini in biomedicini
Sinteza redkih sladkorjev: Služi kot ključni encim za pripravo D-psikoze, D-tagatoze in drugih redkih sladkorjev, ki so pomembni predhodniki za raziskave in razvoj protivnetnih, antioksidantnih in nevroprotektivnih zdravil.
Diagnostični reagenti: Rekombinantno DPEazo lahko uporabimo kot encimski reagent za analizo strukture ogljikovih hidratov in pomožno detekcijo indikatorjev glikometabolizma.
ANALITIČNI REZULTATI
| Preizkusni predmet | Metoda / Referenca | Informativna specifikacija | Reprezentativni rezultat | Zaključek |
|---|---|---|---|---|
| Ime/identiteta encima | Baza podatkov ES / ExPASy | D-Psikozna 3-epimeraza | ES 5.1.3.30; alternativna imena: D-aluloza 3-epimeraza, DPEaza (Encim Expasy) | Ustreza |
| Katalizirana reakcija | Vnos encima ExPASy | Reverzibilna C-3 epimerizacija | D-aluloza ⇌ keto-D-fruktoza (ENCIM Expasy) | Ustreza |
| Specifičnost substrata | ExPASy / UniProt | Visoka specifičnost za par D-psikoza/D-fruktoza | Zelo specifičen za D-psikozo; zelo nizka aktivnost z D-tagatozo (ENCIM Expasy) | Ustreza |
| Zahteva po kofaktorju | Karakterizacija literature / UniProt | Od kovin-odvisen encim | prednostno Mn²⁺; aktiven tudi Co²⁺; Mg²⁺/Fe²⁺/Ni²⁺ kažejo manjšo aktivnost (Springer) | Ustreza |
| Navidezna molekulska masa (monomer) | SDS-STRAN / literatura | ~30–33 kDa | Proteinski trak opazen pri približno 30 kDa; predvidena velikost približno 33 kDa (Springer) | Ustreza |
| Kvartarna struktura | Literatura o kristalni strukturi | Tetramerni encim | Naravni encim, poročan kot tetramer; vsak monomer pripada TIM-barrel fold (RCSB PDB) | Ustreza |
| Optimalni pH | Test encimske aktivnosti | Običajno blizu nevtralnega | Reprezentativni optimalni pH=7.5 (prijavljen za ustrezne primere -proizvodnje rekombinantne hrane) (Springer) | Ustreza |
| Optimalna temperatura | Test encimske aktivnosti | Zmerna toplotna aktivnost | Reprezentativna optimalna temperatura=50–55 stopinj (Springer) | Ustreza |
| Priporočena raven Mn²⁺ za pretvorbo | Karakterizacija procesa | Nizka-raven mM | 1 mM Mn²⁺ poročajo za IfDPEase; 10 mM Mn²⁺ poročajo za optimizacijo procesa rekombinantne A. tumefaciens DPEase (MDPI) | Ustreza |
| Reprezentativna uspešnost pretvorbe A | Literatura obdeluje podatke | Samo informativno | Pri pH 7,5, 55 stopinjah, 10 mM Mn²⁺: 25 % (m/v) fruktoze je dalo 5,60 % (m/v) D-psikoze; stopnja konverzije 22,42 % (Springer) | Informativno |
| Reprezentativna uspešnost pretvorbe B | Literatura obdeluje podatke | Samo informativno | Pri pH 7,5, 50 stopinj, 1 mM Mn²⁺: 36,1 % D-psikoza, pridobljena iz 10 mg/ml D-fruktoze (MDPI) | Informativno |
| Ustreznost aplikacije | EFSA / industrijska literatura | Uporablja se za proizvodnjo D-aluloze | Prehranski encimski pripravki D-psikoze 3-epimeraze so ocenjeni za uporabo v postopkih izomerizacije fruktoze-v-D-alulozo (efsa.onlinelibrary.wiley.com) | Ustreza |
Proizvodni proces
