Мутансахараза
| Мутансахараза | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Идентификаторы | |||||||||
| Номер ЕС | 2.4.1.372 | ||||||||
| Базы данных | |||||||||
| ИнтЭнз | IntEnz вид | ||||||||
| БРЕНДА | запись BRENDA | ||||||||
| ExPASy | NiceZyme вид | ||||||||
| КЕГГ | запись KEGG | ||||||||
| МетаЦик | метаболический путь | ||||||||
| ПРИАМ | профиль | ||||||||
| Структуры PDB | RCSB PDB PDBe PDBsum | ||||||||
| Генная онтология | AmiGO / QuickGO | ||||||||
| |||||||||
Мутансахараза — это глюкансахараза , которая переносит остаток D-гликозила в глюкановую цепь из молекулы сахарозы. [1] Фермент расщепляет сахарозу на D-фруктозу и D-глюкозу . Затем глюкоза добавляется к растущей цепи мутансахаразой в ɑ-(1→3) гликозидной связи, образуя нерастворимый глюкан . [2] Ген, кодирующий мутансахаразу, называется gtfJ, подобно другим глюкозилтрансферазам . [1] [3]
Механизмы синтеза
Мутансахараза — это важный фермент, вырабатываемый Streptococcus mutans , участвующий в синтезе как растворимых, так и нерастворимых глюканов из сахарозы. Одним из примечательных аспектов его поведения является его тенденция к агрегации вместе с декстрансукраза при осаждении сульфатом аммония из культуральной жидкости S. mutans . Эта агрегация приводит к постепенному высвобождению менее агрегированных глюкозилтрансферазных активностей, включая мутансахаразу, что предполагает сложный регуляторный механизм в бактериальной системе.
Мутансахараза, наряду с декстрансукраза, проявляет способность катализировать синтез как водорастворимых, так и нерастворимых глюканов из сахарозы. Скорость синтеза этих глюканов зависит от концентрации фермента, причем более высокие концентрации благоприятствуют образованию нерастворимых глюканов. Это зависящее от концентрации поведение проливает свет на сложные механизмы контроля, управляющие путями синтеза глюканов в S. mutans .
Более того, чувствительность глюканов, синтезированных мутансахаразой, к гидролизу мутаназой и декстраназой дает дальнейшее понимание их структурных и функциональных свойств. Нерастворимые глюканы, синтезированные мутансахаразой, демонстрируют более высокую чувствительность к мутаназе, в то время как растворимые глюканы более интенсивно гидролизуются декстраназой. Эта дифференциальная чувствительность намекает на различные роли или структуры глюканов, синтезированных мутансахаразой.
Кроме того, мутансахараза демонстрирует вариации молекулярной массы и агрегационного поведения. Примечательно, что в присутствии 1,55 М сульфата аммония часть активности мутансахаразы быстро осаждается в виде агрегата с высокой молекулярной массой, что предполагает потенциальную роль факторов окружающей среды в модуляции поведения фермента.
Взаимопревращаемые формы мутансахаразы отвечают за синтез как растворимых, так и нерастворимых глюканов. Агрегированная форма способствует образованию связи (1→3)-альфа, диссоциируя во время гель-фильтрации в форму декстрансукразы, которая преимущественно катализирует образование связи (1→6)-альфа. [4]
Образование кариеса зубов
Высокое использование мутансахаразы S. mutans вызывает больше кариесогенных повреждений. [2] В присутствии сахарозы мутансахараза из бактерий полости рта может синтезировать внеклеточные водонерастворимые глюканы, которые вызывают зубной налет. [5]
Ингибиторы
Недавно были проведены некоторые исследования с целью поиска ингибиторов, которые могли бы замедлить образование нерастворимых глюканов, производимых мутансахаразой, чтобы снизить способность S. mutans образовывать биопленки, приводящие к зубному кариесу. Есть данные, что мутансахараза конкурентно ингибируется рубузозидом. [6] Было также показано, что неперевариваемые изомальтоолигосахариды (NDIMOS) ингибируют мутансахаразу, занимая место акцептора глюкозы. [7] Кверцетин , который является флавонолом , который вырабатывается в растениях, может неконкурентно ингибировать мутансахаразу и подавлять фактор вирулентности S. mutans, не влияя на нормальную флору полости рта. [8]
Целлобио-олигосахариды (CBO) как ингибитор определяются присутствием сахарозы. Нерастворимые глюканы, обнаруженные в мутансахаразе, можно сравнить с синтезированными глюканами, которые остаются в культуре, когда CBO и мутансахараза инкубируются вместе при 37 градусах Цельсия. Соотношение синтезированных глюканов к нерастворимым глюканам определяет ингибирующие свойства CBO в отношении мутансахаразы. [5]
Ссылки
- ^ ab "EC 2.4.1.372". iubmb.qmul.ac.uk . Получено 2024-02-15 .
- ^ ab Wenham DG, Davies RM, Cole JA (декабрь 1981 г.). «Синтез нерастворимого глюкана мутансахарозой как детерминанта кариесогенности Streptococcus mutans». Журнал общей микробиологии . 127 (2): 407– 415. doi : 10.1099/00221287-127-2-407 . PMID 6211519.
- ^ Simpson CL, Cheetham NW, Jacques NA (июнь 1995). "Четыре глюкозилтрансферазы, GtfJ, GtfK, GtfL и GtfM, из Streptococcus salivarius ATCC 25975". Microbiology . 141 ( Pt 6) (6): 1451– 1460. doi :10.1099/13500872-141-6-1451. PMID 7545511.
- ^ Newman BM, White P, Mohan SB, Cole JA (июнь 1980). «Влияние декстрана и сульфата аммония на реакцию, катализируемую комплексом глюкозилтрансферазы из Streptococcus mutans». Журнал общей микробиологии . 118 (2): 353–366 . doi : 10.1099/00221287-118-2-353 . PMID 6160196.
- ^ ab Kim M, Day DF, Kim D (ноябрь 2010 г.). «Потенциальные физиологические функции акцепторных продуктов декстрансукразы с целлобиозой в качестве ингибитора мутансахаразы и синтазы грибковых клеток». Журнал сельскохозяйственной и пищевой химии . 58 (21): 11493– 11500. doi :10.1021/jf103140f. PMID 20929235.
- ^ Ким Дж., Нгуен Т.Т., Джин Дж., Септиана I, Сон ГМ, Ли Г.Х. и др. (1 марта 2019 г.). «Противокариесные характеристики рубузозида». Биотехнология и биотехнология . 24 (2): 282–287 . doi :10.1007/s12257-018-0408-0. ПМК 7090897 . ПМИД 32218683.
- ^ Nguyen TT, Lee DG, Apu MA, Jung JH, Kim MK, Lim S и др. (январь 2022 г.). «Бифидогенные эффекты и деформация зубного налета неперевариваемых изомальтоолигосахаридов, синтезируемых декстрансукразами и альтернансахаразами». Enzyme and Microbial Technology . 153 : 109955. doi : 10.1016/j.enzmictec.2021.109955 . PMID 34826778.
- ^ Zhang Q, Ma Q, Wang Y, Wu H, Zou J (сентябрь 2021 г.). «Молекулярные механизмы ингибирования глюкозилтрансфераз для образования биопленки у Streptococcus mutans». International Journal of Oral Science . 13 (1): 30. doi :10.1038/s41368-021-00137-1. PMC 8481554 . PMID 34588414.
