актинидаин
актинидаин | |||
---|---|---|---|
![]() Изображение биологической сборки актинидаина из Actinidia chinensis . Из PDB : 1AEC . | |||
Идентификаторы | |||
Номер ЕС. | 3.4.22.14 | ||
Номер CAS. | 39279-27-1 | ||
Базы данных | |||
ИнтЭнк | вид IntEnz | ||
БРЕНДА | БРЕНДА запись | ||
Экспаси | Просмотр NiceZyme | ||
КЕГГ | КЕГГ запись | ||
МетаЦик | метаболический путь | ||
ПРЯМОЙ | профиль | ||
PDB Структуры | RCSB PDB PDBe PDBsum | ||
Генная онтология | АмиГО / QuickGO | ||
|
Актинидаин ( EC 3.4.22.14 , актинидин , анионная протеаза актинидии , протеиназа А2 Actinidia chinensis ) представляет собой тип фермента цистеиновой протеазы , обнаруженный во фруктах, включая киви (род Actinidia ), ананас , манго , банан , инжир и папайю . Этот фермент является частью семейства пептидазы C1 папаин-подобных протеаз . [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ]
Как известный аллерген в киви, [ 5 ] Фермент находится на стадии предварительных исследований на предмет его влияния на белки плотных соединений кишечника эпителиальных клеток . [ 6 ] [ 7 ]
Актинидаин коммерчески полезен в качестве размягчителя мяса. [ 8 ] [ 9 ] и при свертывании молока для молочных продуктов, таких как йогурт и сыр. [ 10 ] Температура денатурации актинидаина составляет 60 ° C (140 ° F), что ниже, чем у аналогичных ферментов, смягчающих мясо, бромелаина из ананаса и папаина из папайи . [ 11 ]
История
[ редактировать ]Актинидаин был впервые идентифицирован в 1959 году, когда компания AC Arcus выяснила, почему желе, приготовленное из киви, не застывает. [ 12 ] Далее они показали, что это явление было вызвано протеолитическим ферментом, атакующим желатин. [ 12 ] Этот фермент впоследствии был назван актинидином , поскольку он был идентифицирован в фруктах рода Actinidia . [ 12 ] Хотя подобные белки были обнаружены и в других фруктах, эта цистеиновая протеаза уникальна для киви. [ 13 ] [ 12 ] группа Было установлено , что тиоловая необходима для активности ферментов, поэтому ее сгруппировали с такими ферментами, как папаин и бромелайн. [ 14 ] [ 15 ]
Функция
[ редактировать ]Хотя четкая функция не установлена, фермент начинает накапливаться в плодах на раннем этапе и, как предполагается, важен для развития плодов. [ 16 ] Было обнаружено, что актинидаин оказывает пагубное воздействие на личинки Spodopteralitura , однако недостаточно исследований, можно ли использовать этот фермент в качестве пестицида. [ 13 ] Его также можно использовать в качестве запасного белка. [ 17 ]
Последовательность и структура
[ редактировать ]Актинидаин имеет классификационный номер фермента (EC) 3.4.22.14. Цифра 3 классифицирует его как гидролазу. [ 18 ] Далее он классифицируется как действующий на пептидные связи, также известный как пептидаза (3.4). .22 представляет собой цистеиновые эндопептидазы, а .14 является уникальным идентификатором актинидаина в этой группе. [ 18 ] Актинидаин впервые вырабатывается в киви, когда он составляет примерно половину своего размера, а затем увеличивается как активность протеаз, так и выработка ферментов, пока плод не полностью созреет. [ 13 ] Фермент кодируется большим семейством генов и экспрессируется в большинстве тканей растения киви, а не только в самом плоде. [ 13 ]
Актинидаин похож на папаин по размеру, форме, расположению и конформации активного центра, а также по кинетическим исследованиям, что особенно интересно, поскольку сходство аминокислот между ними составляет всего 48%. [ 2 ] [ 14 ] Картирование электронной плотности показывает сходство α-спиралей и общую укладку полипептида. [ 2 ] [ 14 ] Хотя карта электронной плотности указывает на 218 аминокислот, дальнейшая работа по секвенированию предполагает наличие 220 аминокислот, причем две дополнительные обнаружены на С-конце. [ 14 ] [ 15 ] Активный центр включает остатки цистеина и гистидина, которые консервативны в некоторых других белках семейства фруктовых пептидаз. [ 15 ] Картирование электронной плотности указывает на двойной кроссинговер: домен 1 состоит из AA 19-115 и 214-218, а домен II состоит из AA 1-18 и 116-213. [ 14 ] причем как N-концевой, так и C-концевой концы переходят в оба домена. Домен 1 имеет несколько α-спиралей, тогда как домен 2 в основном состоит из одного антипараллельного β-листа. [ 14 ] Актинидаин составляет до 50% содержания растворимого белка в киви при сборе урожая. [ 19 ] Актинидаин активен в широком диапазоне pH, включая очень кислые условия. [ 20 ] с оптимальным pH 5-7. [ 21 ] Было идентифицировано по крайней мере десять различных изоформ, которые имеют ту же молекулярную массу и активность цистеиновой протеазы, что и актинидаин, но различаются по изоэлектрической точке от кислой (pI 3,9) до основной (pI 9,3). [ 19 ]
Воздействие на здоровье человека
[ редактировать ]Актинидаин способен функционировать при низкой кислотности (pH 1-2), которая наблюдается в желудочно-кишечном тракте человека, и, следовательно, способствует перевариванию белков в желудке и тонком кишечнике. [ 20 ] [ 22 ] Актинидаин повышает способность организма человека переваривать пищу, особенно при взаимодействии с пепсином и панкреатином, гидролизуя пищевые белки более эффективно, чем пищеварительные ферменты человека. [ 23 ] Ведется дальнейшая работа по изучению полезности киви в качестве средства для улучшения пищеварения.
Актинидаин является основным аллергеном киви. [ 19 ] [ 20 ] При рассмотрении того, у кого аллергия на киви, похоже, не наблюдается какой-либо тенденции, поскольку она варьируется в зависимости от возраста, географических различий и других характеристик, которые врачи используют для отслеживания аллергенов, хотя аллергия часто проявляется в виде легких симптомов во рту. [ 20 ] Актинидаин провоцирует реакцию антител как IgG, так и IgE, при этом активность связывания IgE связана с тяжелыми реакциями (анафилаксией). [ 19 ]
Возможные применения
[ редактировать ]Актинидаин используется в качестве высококачественного размягчителя мяса. [ 19 ] Было обнаружено, что при мариновании свинины актинидаин смягчает ее, воздействуя на миофибриллы и соединительную ткань, которые аналогичны тканям, которые разрушаются в результате механической тендеризации. [ 24 ] [ 25 ]
Исследования показали, что актинидаин может быть хорошей альтернативой коагулянту молока, заменяя химозин, распространенный коагулянт, используемый при производстве сыра. [ 26 ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Бейкер Э.Н., Боланд М.Дж., Колдер ПК, Хардман М.Дж. (ноябрь 1980 г.). «Специфика актинидина и ее связь со структурой фермента». Biochimica et Biophysical Acta (BBA) - Энзимология . 616 (1): 30–34. дои : 10.1016/0005-2744(80)90260-0 . ПМИД 7002215 .
- ^ Jump up to: а б с Камфуис И.Г., Дрент Дж., Бейкер Э.Н. (март 1985 г.). «Тиоловые протеазы. Сравнительные исследования, основанные на структурах папаина и актинидина с высоким разрешением, а также на информации о аминокислотных последовательностях катепсинов B и H и бромелайна стебля». Журнал молекулярной биологии . 182 (2): 317–329. дои : 10.1016/0022-2836(85)90348-1 . ПМИД 3889350 .
- ^ Бейкер Э.Н., Дрент Дж. (1987). «Тиоловые протеазы: строение и механизм» . В Джурнак Ф.А., Макферсон А. (ред.). Активные центры ферментов . Биологические макромолекулы и сборки. Том. 3. Нью-Йорк: Джон Уайли и сыновья. стр. 314–368 . ISBN 978-0-471-85142-4 .
- ^ Гал С., Меллор Г.В., Томас Э.В., Броклхерст К. (май 2006 г.). «Температурные зависимости кинетики реакций папаина и актинидина с серией реактивных зондов, различающихся ключевыми особенностями молекулярного распознавания» . Биохимический журнал . 396 (1): 17–21. дои : 10.1042/BJ20051501 . ПМЦ 1449998 . ПМИД 16445383 .
- ^ Мэддумейдж Р., Ньювенхейзен, штат Нью-Джерси, Булли С.М., Куни Дж.М., Грин С.А., Аткинсон Р.Г. (январь 2013 г.). «Разнообразие и относительные уровни актинидина, кивеллина и тауматиноподобных аллергенов в 15 сортах киви (Actinidia)». Журнал сельскохозяйственной и пищевой химии . 61 (3): 728–739. дои : 10.1021/jf304289f . ПМИД 23289429 .
- ^ Грозданович М.М., Чавич М., Нешч А., Анджелкович У., Акбари П., Смит Дж.Дж., Гаврович-Янкулович М. (март 2016 г.). «Цистеиновая протеаза киви актинидин нарушает кишечный барьер, разрушая плотные соединения» . Acta биохимии и биофизики (BBA) – общие предметы 1860 (3): 516–526. дои : 10.1016/j.bbagen.2015.12.005 . ПМИД 26701113 .
- ^ Чавич М., Грозданович М.М., Баич А., Янкович Р., Анджус П.Р., Гаврович-Янкулович М. (октябрь 2014 г.). «Влияние актинидина цистеиновой протеазы киви (Actinidia deliciosa) на сеть плотных соединений окклюдина в эпителиальных клетках кишечника T84». Пищевая и химическая токсикология . 72 : 61–68. дои : 10.1016/j.fct.2014.07.012 . ПМИД 25042511 .
- ^ Бехит А.А., Хопкинс Д.Л., Гисинк Г., Бехит А.А., Фрэнкс П. (2014). «Экзогенные протеазы для тендеризации мяса». Критические обзоры в области пищевой науки и питания . 54 (8): 1012–1031. дои : 10.1080/10408398.2011.623247 . ПМИД 24499119 . S2CID 57554 .
- ^ Эшама Х., Хан И., Наас Х., Эктон Дж., Доусон П. (апрель 2014 г.). «Антибактериальное действие натуральных тендеризирующих ферментов на различные штаммы Escherichia coli O157:H7 и Listeria monocytogenes на говядине». Мясная наука . 96 (4): 1494–1500. дои : 10.1016/j.meatsci.2013.12.010 . ПМИД 24447905 .
- ^ Кацарос Г.И., Таванцис Г., Таукис П.С. (январь 2010 г.). «Производство новых молочных продуктов с использованием актинидина и высокого давления в качестве регулятора активности ферментов». Инновационная пищевая наука и новые технологии . 11 (1): 47–51. дои : 10.1016/j.ifset.2009.08.007 .
- ^ Тарте Р. (2008). Свойства, функциональность и применение ингредиентов в мясных продуктах . Нью-Йорк: Спрингер. ISBN 978-0-387-71327-4 .
- ^ Jump up to: а б с д Аркус AC (май 1959 г.). «Протеолитический фермент Actinidia chinensis». Биохимический и биофизический журнал . 33 (1): 242–244. дои : 10.1016/0006-3002(59)90522-0 . ПМИД 13651208 .
- ^ Jump up to: а б с д Мэлоун Л.А., Тодд Дж.Х., Берджесс Э.П., Филип Б.А., Кристеллер Дж.Т. (июнь 2005 г.). «Влияние цистеиновой протеазы киви (Actinidia deliciosa) на рост и выживаемость личинок Spodopteralitura (Lepidoptera: Noctuidae), которых кормили контрольным или трансгенным табаком, экспрессирующим авидин» . Новозеландский журнал растениеводства и садоводства . 33 (2): 99–105. дои : 10.1080/01140671.2005.9514337 . ISSN 0114-0671 . S2CID 86179155 .
- ^ Jump up to: а б с д и ж Бейкер Э.Н. (сентябрь 1977 г.). «Структура актинидина: детали конформации полипептидной цепи и активного сайта по карте электронной плотности с разрешением 2–8 А». Журнал молекулярной биологии . 115 (3): 263–277. дои : 10.1016/0022-2836(77)90154-1 . ПМИД 592367 .
- ^ Jump up to: а б с Карн А., Мур CH (июль 1978 г.). «Аминокислотная последовательность триптических пептидов актинидина, протеолитического фермента плодов Actinidia chinensis» . Биохимический журнал . 173 (1): 73–83. дои : 10.1042/bj1730073 . ПМК 1185751 . ПМИД 687380 .
- ^ Праекелт У.М., Макки Р.А., Смит Х. (май 1988 г.). «Молекулярный анализ актинидина, цистеиновой протеиназы Actinidia chinensis». Молекулярная биология растений . 10 (3): 193–202. дои : 10.1007/BF00027396 . ПМИД 24277513 . S2CID 21213015 .
- ^ Чалаби М., Хадеми Ф., Ярани Р., Мостафаи А. (апрель 2014 г.). «Протеолитическая активность актинидина киви (Actinidia deliciosa сорта Hayward) в отношении различных волокнистых и глобулярных белков: сравнительное исследование актинидина с папаином». Прикладная биохимия и биотехнология . 172 (8): 4025–4037. дои : 10.1007/s12010-014-0812-7 . ПМИД 24604128 . S2CID 44438930 .
- ^ Jump up to: а б «Информация о ЕС 3.4.22.14 – актинидаин» . База данных ферментов БРЕНДА . Проверено 3 октября 2023 г.
- ^ Jump up to: а б с д и Дирман Р.Дж., Бересфорд Л., Фостер Э.С., Макклейн С., Кимбер И. (май 2014 г.). «Характеристика аллергенного потенциала белков: оценка аллергена актинидина киви». Журнал прикладной токсикологии . 34 (5): 489–497. дои : 10.1002/jat.2897 . ПМИД 23754484 . S2CID 12609478 .
- ^ Jump up to: а б с д Ричардсон Д.П., Анселл Дж., Драммонд Л.Н. (декабрь 2018 г.). «Пищевые и полезные свойства киви: обзор» . Европейский журнал питания . 57 (8): 2659–2676. дои : 10.1007/s00394-018-1627-z . ПМК 6267416 . ПМИД 29470689 .
- ^ Макдауэлл, Массачусетс (июнь 1970 г.). «Анионная протеиназа Actinidia chinensis. Получение и свойства кристаллического фермента» . Европейский журнал биохимии . 14 (2): 214–221. дои : 10.1111/j.1432-1033.1970.tb00280.x . ПМИД 5506167 .
- ^ Каур Л., Резерферд С.М., Моган П.Дж., Драммонд Л., Боланд М.Дж. (апрель 2010 г.). «Актинидин улучшает переваривание белков желудка, что оценивалось с использованием модели желудочного пищеварения in vitro». Журнал сельскохозяйственной и пищевой химии . 58 (8): 5068–5073. дои : 10.1021/jf903332a . ПМИД 20232890 .
- ^ Каур Л., Резерферд С.М., Моган П.Дж., Драммонд Л., Боланд М.Дж. (апрель 2010 г.). «Актинидин улучшает переваривание белка в тонком кишечнике, что оценивается с использованием модели пищеварения in vitro». Журнал сельскохозяйственной и пищевой химии . 58 (8): 5074–5080. дои : 10.1021/jf903835g . ПМИД 20232891 .
- ^ Кристенсен М., Торнгрен М.А., Гунвиг А., Розлосник Н., Ламеч Р., Карлссон А.Х., Эртбьерг П. (июль 2009 г.). «Инъекция маринада с актинидином увеличивает болезненность M. biceps femoris свиньи и влияет на миофибриллы и соединительную ткань». Журнал науки о продовольствии и сельском хозяйстве . 89 (9): 1607–1614. Бибкод : 2009JSFA...89.1607C . дои : 10.1002/jsfa.3633 . ISSN 0022-5142 .
- ^ Анадуака Э.Г., Чибуогву CC, Эзугву А.Л., Эзеорба Т.П. (3 апреля 2023 г.). «Природные ингредиенты как экологически чистая альтернатива смягчению мяса и мясных продуктов: обновленный обзор». Пищевая биотехнология . 37 (2): 136–165. дои : 10.1080/08905436.2023.2201354 . ISSN 0890-5436 . S2CID 258559035 .
- ^ Алирезаи М., Аминлари М., Гейсари Х.Р., Тавана М. (22 марта 2011 г.). «Актинидин: многообещающий фермент, свертывающий молоко» . Европейский журнал питания и безопасности пищевых продуктов : 43–51. ISSN 2347-5641 .
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Онлайн-база данных MEROPS . по пептидазам и их ингибиторам: C01.007
- ЭК 3.4.22.14
- актинидаин в Национальной медицинской библиотеке США по медицинским предметным рубрикам (MeSH)