تحقیق روش های تولید صنعتی آنزیم اینورتاز

توضیحات

 عنوان فارسی: روش های تولید صنعتی آنزیم اینورتاز

• مقدمه
• ایزو آنزیم‌های اینورتاز
•  تأثیرات مفید اینورتاز بر سلامت انسان
• تولید آنزیم‌های اینورتاز
• مصارف صنعتی اینورتاز
• وارونگی اینورتاز در مصارف صنعتی

مقدمه

آنزیم‌ها یکسری پروتئین‌های کمپلکسی هستند که در سلول‌های زنده وجود دارند و در آنها به عنوان تسهیل کننده‌ی واکنش‌های شیمیایی عمل می‌کنند. در سال 1878، دانشمندی به‌نام کوهن، اسم آنزیم را از نام یونانی انزومایز که از مخمر‌های نان استخراج می‌شد، مطرح کرد. آنزیم‌ها به‌عنوان کاتالیزور در انجام واکنش‌ها عمل می‌کنند. اما در طی واکنش تغییر نمی‌کنند. به منظور رسیدن به تولید بالا در قبال کاهش انرژی مصرفی لازم برای انجام واکنش به دلیل ماهیت‌های اختصاصی آنها، آنزیم‌ها می‌توانند متفاوت باشند. علی‌رغم ساختمان مشابهی که دارند می‌توانند، متفاوت باشند و در محیط‌های متفاوتی از رنج دمایی عمل کاتالیز را انجام دهند. در کاربردهای صنعتی چنین کیفیت‌هایی به وسیله‌ی آنزیم‌ها منجر به کیفیت و کمیت تولید بالاتر می‌شود.

آنزیم‌ها را می‌توان از میکرو ارگانیسم‌های متفاوتی بدون استفاده از مواد شیمیایی به مقدار زیادی بدست آورد. در غرب مفاهیم صنعتی همچون آنزیم‌ها که در پیرامون مخمرها برای تولید سنتی نان استفاده شده است، به‌صورت سریع گسترش پیدا کرده است. از پیشرفت‌های اولیه‌ی علم بیوشیمی بر پایه تولید قند از نشاسته بر اساس تخمیر توسط مخمر از آنزیم اینورتاز صورت گرفت. آنزیم‌هایی نظیر ترهالوز یا سوکروز به‌عنوان مولکول‌های سیگنال دهنده و یا محافظ در برابر استرس هستند. به علاوه مونوساکلریدها نظیر گلوکز و یا فروکتوز به‌عنوان تنظیم کننده در چرخه‌ی متابولیسم نقش اصلی را بازی می‌کنند. با این وجود اینورتاز که عملکرد هیدرولیز کردن سوکروز را دارد، به علت معکوس شدن آن در هنگام واکنش‌های نوری در حین هیدرولیز کردن سوکروز به این نام خوانده می‌شود. نام تجاری اینورتاز به‌صورت وسیع در میکروارگانیسم‌ها و گیاهان یافت می‌شوند. ساکامایسزسرویزیه که به عنوان مخمر نان شناخته می‌شود، به‌عنوان منبع اصلی تولید این آنزیم به کار می‌رود.

تمام تئوری‌هایی که امروزه در رابطه با آنزیم موجود است بر پایه‌ی تجربیات حاصله از اینورتاز مخمری به‌دست آمده است. اینورتاز یکی از مهم‌ترین آنزیم‌های مورد مطالعه قرار گرفته توسط محققین می‌باشد. مکانیسم مهار غیر‌رقابتی آنزیم که به دنبال اتصال برگش پذیر سوبسترا به مولکول آنزیم در غلظت‌های بالای ساکروز اتفاق می‌افتد، برای اولین‌بار به کمک اینورتاز ساکارومایسس سرویزیه مشخص شد. بر اساس نظریات محققین، گیاهان و حیوانات بهترین منبع برای به‌دست آوردن آنزیم هستند. چنان‌که درحال حاضر اهمیت آنزیم‌های میکروبی رو به افزایش است. همچنین وجود این آنزیم در حیوانات، گیاهان، قارچ‌ها، مخمرها و باکتری‌ها نیز گزارش شده است.

آنزیم‌های میکروبی نسبت به آنزیم‌های حاصل از گیاهان و حیوانات به علت تنوع زیاد فعالیت کاتالیزوری، سهولت دستکاری ژنتیکی عرضه منظم به دنبال عدم وجود نوسانات فصلی، بازده بالا با توجه به رشد سریع میکرو ارگانیسم در محیط‌های ارزان قیمت، مفیدتر می‌باشند. همچنین آنزیم‌های میکروبی نسبت به موارد حیوانی یا گیاهی از پایداری بیشتری برخوردار هستند. به علاوه تولید آنزیم‌های میکروبی راحت‌تر و ایمن‌تر می‌باشد. برنامه‌های کاربردی گسترده‌ای در مقیاس‌های صنعتی در جوامع علمی به منظور جایگزین کردن اینورتاز مقاوم در برابر محیط و فرآیندهای صنعتی صورت گرفته است. بدین منظور طیف وسیعی از میکرو ارگانیسم‌ها جهت شناسایی اینورتاز با ویژگی‌های بهبود یافته، مورد مطالعه قرار گرفته‌اند.

2- ایزو آنزیم‌های اینورتاز

برخلاف اغلب آنزیم‌ها، اینورتاز در رنج وسیعی مورد استفاده قرار می‌گیرد. عملکرد این آنزیم در در دمای 55 درجه به بالاترین حد خود می‌رسد. این آنزیم یک لیپو پروتئین است که در دمای 50 درجه پایدار است. کاتیون‌هایی نظیر جیوه، نقره، کلسیم و مس موجب عملکرد این آنزیم می‌شوند.

اینورتاز موجود در بیشتر مخمرها به طور معمول شامل دو نوع اینورتاز داخل سلولی و خارج سلولی است. اینورتاز مخمر خارجی گلیکو پروتئینی است که شامل 50% کربوهیدرات، 5% مانوز، 3% گلوکزآمین می‌باشد. در صورتی که اینورتاز سلولی شامل کربوهیدرات است. اینورتاز خارج سلولی، وزنی حدود 135 کیلو کالری داشته در صورتی که اینورتاز داخل سلولی دارای وزن 270 کیلو کالری است. نتایج به‌دست آمده نشان می‌دهد که در سلول‌های مسن، اینورتاز موجود اغلب از نوع خارج سلولی است. در حالت‌هایی که سلول فعال از لحاظ تولید با مشکل مواجه است، اینورتاز از نوع داخل سلولی می‌باشد. هر دو آنزیم به وسیله‌ی ید مهار شده و با مرکاپتو اتانول واکنش نشان می‌دهند.

همچنین ایزوفرم‌های مختلف اینورتاز با ویژگی‌های بیوشیمیایی و موقعیت‌های زیر سلولی مختلف در گیاهان وجود دارند. بر اساس حلالیت، نقطه‌ی ایزوالکتریک و مکان نمایی زیر سلولی، اینورتاز گیاه را می‌توان به سه زیر گروه طبقه‌بندی کرد. سه زیر گروه بیوشیمیایی اینورتاز در گیاهان عبارتند از: واکولار، محلول اسیدی، سیتو پلاسمیک (محلول قلیایی) اینورتاز دیواره سلولی. وجود ایزوفرم چندگانه اینورتاز در طبیعت نقش عملکردی مفیدی در گیاهان دارد.

اما فرم غیر محلول در اسید اینورتاز که به جداره‌ی سلول متصل می‌باشد، از نوع لیپو پروتئین با وزن مولکولی متفاوت می‌باشد. این آنزیم به‌صورت موضعی در قسمت تهتانی هاگ و بافت ساقه‌ی ذرت قرار دارد. استفاده از تکنیک‌های ایمونولوژیک نشان می‌دهد، که این آنزیم در تکامل طبیعی هاگ و بافت ساقه‌ی ذرت نقش اساسی و مهمی دارد.

محلول اسید اینورتاز برای سوکروز در رنج‌های پایین مولی کاربرد دارد. عملکرد این آنزیم زمانی که با یون فلزات سنگین نظیر جیوه و نقره واکنش می‌دهد، کاهش می یابد. اولین دسته از اینورتازهای اسیدی متصل به دیواره سلولی، در هویج وجود دارند. تحقیقات نشان می‌دهد که هر فرم از اینورتاز به وسیله‌ی توالی ژنی خاصی کد می‌شوند. اسید اینورتاز محلول یک نقش مهم بیولوژیک برای رشد و فرآیندهای تکامل در متابولیسم و هیدرولیز دارد.

 توجه:

• برای دانلود فایل word کامل ترجمه از گزینه افزودن به سبد خرید بالا استفاده فرمایید.
• لینک دانلود فایل بلافاصله پس از خرید بصورت اتوماتیک برای شما ایمیل می گردد.