几丁质酶:修订间差异

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[[File:Chitinase-1CNS.png|缩略图|大麦种子中的几丁质酶]]
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'''几丁质酶'''(英语:'''Chitinase''';[[EC編號|EC编号]]:3.2.1.14)是一种催化[[甲殼素|几丁质]]水解的酶,它能够断开几丁质中的[[糖苷键]]。<ref name="Jolles1">{{cite book|vauthors=Jollès P, Muzzarelli RA|year=1999|title=Chitin and Chitinases|publisher=Birkhäuser|location=Basel|isbn=978-3-7643-5815-0}}</ref>
'''几丁质酶'''(英语:'''Chitinase''';[[EC编号]]:3.2.1.14)是一种催化[[甲殼素|几丁质]]水解的酶,它能够断开几丁质中的[[糖苷键]]。<ref name="Jolles1">{{cite book|vauthors=Jollès P, Muzzarelli RA|year=1999|title=Chitin and Chitinases|publisher=Birkhäuser|location=Basel|isbn=978-3-7643-5815-0}}</ref>


== 自然界分布 ==
== 自然界分布 ==
几丁质生物包括许多细菌<ref name="pmid16332766">{{cite journal|title=Chitinase genes in lake sediments of Ardley Island, Antarctica|url=https://archive.org/details/sim_applied-and-environmental-microbiology_2005-12_71_12/page/7904|date=December 2005|journal=Applied and Environmental Microbiology|issue=12|doi=10.1128/AEM.71.12.7904-7909.2005|volume=71|pages=7904–9|pmc=1317360|pmid=16332766|vauthors=Xiao X, Yin X, Lin J, Sun L, You Z, Wang P, Wang F}}</ref>(例如[[氣單胞菌目|气单胞菌目]]、[[芽孢桿菌|芽孢杆菌属]]、[[弧菌屬|弧菌属]]<ref name="pmid17933912">{{cite journal|title=Conservation of the chitin utilization pathway in the Vibrionaceae|url=https://archive.org/details/sim_applied-and-environmental-microbiology_2008-01_74_1/page/44|date=January 2008|journal=Applied and Environmental Microbiology|issue=1|doi=10.1128/AEM.01412-07|volume=74|pages=44–51|pmc=2223224|pmid=17933912|vauthors=Hunt DE, Gevers D, Vahora NM, Polz MF}}</ref>等)。这些细菌具有[[病原体|致病性]]或者腐食性。它们入侵活的[[节肢动物]]、[[浮游動物|浮游动物]]或[[真菌]],也可能会降解这些生物的残留物。
几丁质生物包括许多细菌<ref name="pmid16332766">{{cite journal|title=Chitinase genes in lake sediments of Ardley Island, Antarctica|url=https://archive.org/details/sim_applied-and-environmental-microbiology_2005-12_71_12/page/7904|date=December 2005|journal=Applied and Environmental Microbiology|issue=12|doi=10.1128/AEM.71.12.7904-7909.2005|volume=71|pages=7904–9|pmc=1317360|pmid=16332766|vauthors=Xiao X, Yin X, Lin J, Sun L, You Z, Wang P, Wang F}}</ref>(例如[[气单胞菌目]]、[[芽孢桿菌|芽孢杆菌属]]、[[弧菌属]]<ref name="pmid17933912">{{cite journal|title=Conservation of the chitin utilization pathway in the Vibrionaceae|url=https://archive.org/details/sim_applied-and-environmental-microbiology_2008-01_74_1/page/44|date=January 2008|journal=Applied and Environmental Microbiology|issue=1|doi=10.1128/AEM.01412-07|volume=74|pages=44–51|pmc=2223224|pmid=17933912|vauthors=Hunt DE, Gevers D, Vahora NM, Polz MF}}</ref>等)。这些细菌具有[[病原体|致病性]]或者腐食性。它们入侵活的[[节肢动物]]、[[浮游动物]]或[[真菌]],也可能会降解这些生物的残留物。


真菌,例如[[球虫]]科球菌,也具有降解性的几丁质酶,这与它们作为节肢动物病原体以及自身的潜力有关。
真菌,例如[[球虫]]科球菌,也具有降解性的几丁质酶,这与它们作为节肢动物病原体以及自身的潜力有关。


几丁质酶也存在于植物中(例如大麦种子中的几丁质酶:[[蛋白質資|PDB]]:1CNS),其中一些是致病性(PR)蛋白被诱导系统性获得抗性的一部分,表达则是由NPR1基因和[[水楊酸|水杨酸]]途径介导的,两者均涉及对真菌和昆虫的抵抗力。其他植物几丁质酶可能需要产生真菌共生酶。<ref name="pmid10875337">{{cite journal|title=Differential expression of eight chitinase genes in Medicago truncatula roots during mycorrhiza formation, nodulation, and pathogen infection|date=July 2000|journal=Molecular Plant-Microbe Interactions|issue=7|doi=10.1094/MPMI.2000.13.7.763|volume=13|pages=763–77|pmid=10875337|vauthors=Salzer P, Bonanomi A, Beyer K, Vögeli-Lange R, Aeschbacher RA, Lange J, Wiemken A, Kim D, Cook DR, Boller T|doi-access=free}}</ref>
几丁质酶也存在于植物中(例如大麦种子中的几丁质酶:[[蛋白质资|PDB]]:1CNS),其中一些是致病性(PR)蛋白被诱导系统性获得抗性的一部分,表达则是由NPR1基因和[[水杨酸]]途径介导的,两者均涉及对真菌和昆虫的抵抗力。其他植物几丁质酶可能需要产生真菌共生酶。<ref name="pmid10875337">{{cite journal|title=Differential expression of eight chitinase genes in Medicago truncatula roots during mycorrhiza formation, nodulation, and pathogen infection|date=July 2000|journal=Molecular Plant-Microbe Interactions|issue=7|doi=10.1094/MPMI.2000.13.7.763|volume=13|pages=763–77|pmid=10875337|vauthors=Salzer P, Bonanomi A, Beyer K, Vögeli-Lange R, Aeschbacher RA, Lange J, Wiemken A, Kim D, Cook DR, Boller T|doi-access=free}}</ref>


尽管[[哺乳动物]]不产生几丁质,但它们具有两种功能性几丁质酶:壳三糖苷酶(CHIT1)和酸性哺乳动物几丁质酶(AMCase),以及具有高度序列相似性但缺乏几丁质酶活性的类似几丁质酶的蛋白质(例如YKL-40)。<ref>{{cite journal|title=Potential role of chitinase 3-like-1 in inflammation-associated carcinogenic changes of epithelial cells|date=November 2009|journal=World Journal of Gastroenterology|issue=42|doi=10.3748/wjg.15.5249|volume=15|pages=5249–59|pmc=2776850|pmid=19908331|vauthors=Eurich K, Segawa M, Toei-Shimizu S, Mizoguchi E}}</ref>
尽管[[哺乳动物]]不产生几丁质,但它们具有两种功能性几丁质酶:壳三糖苷酶(CHIT1)和酸性哺乳动物几丁质酶(AMCase),以及具有高度序列相似性但缺乏几丁质酶活性的类似几丁质酶的蛋白质(例如YKL-40)。<ref>{{cite journal|title=Potential role of chitinase 3-like-1 in inflammation-associated carcinogenic changes of epithelial cells|date=November 2009|journal=World Journal of Gastroenterology|issue=42|doi=10.3748/wjg.15.5249|volume=15|pages=5249–59|pmc=2776850|pmid=19908331|vauthors=Eurich K, Segawa M, Toei-Shimizu S, Mizoguchi E}}</ref>
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木霉的内切几丁质酶的调控依赖于N-乙酰葡萄糖酶,数据表明,在反馈循环中,几丁质的分解会产生[[N-乙酰葡萄糖胺]],这有可能被采取并触发对chitinbiosidases的上调节。<ref>{{cite journal|title=The Nag1 N-acetylglucosaminidase of Trichoderma atroviride is essential for chitinase induction by chitin and of major relevance to biocontrol|date=July 2003|journal=Current Genetics|issue=4|doi=10.1007/s00294-003-0399-y|volume=43|pages=289–95|pmid=12748812|vauthors=Brunner K, Peterbauer CK, Mach RL, Lorito M, Zeilinger S, Kubicek CP}}</ref>
木霉的内切几丁质酶的调控依赖于N-乙酰葡萄糖酶,数据表明,在反馈循环中,几丁质的分解会产生[[N-乙酰葡萄糖胺]],这有可能被采取并触发对chitinbiosidases的上调节。<ref>{{cite journal|title=The Nag1 N-acetylglucosaminidase of Trichoderma atroviride is essential for chitinase induction by chitin and of major relevance to biocontrol|date=July 2003|journal=Current Genetics|issue=4|doi=10.1007/s00294-003-0399-y|volume=43|pages=289–95|pmid=12748812|vauthors=Brunner K, Peterbauer CK, Mach RL, Lorito M, Zeilinger S, Kubicek CP}}</ref>


在[[釀酒酵母|酿酒酵母]]和ScCts1p(酿酒酵母几丁质酶1)的调节中,几丁质酶其中之一是通过降解隔膜中的几丁质参与[[细胞分裂]]后的细胞分离。<ref>{{cite journal|title=Chitinase is required for cell separation during growth of Saccharomyces cerevisiae|date=October 1991|journal=The Journal of Biological Chemistry|issue=29|volume=266|pages=19758–67|pmid=1918080|vauthors=Kuranda MJ, Robbins PW}}</ref>由于这些几丁质酶在细胞分裂中很重要,因此必须进行严格的调节和激活。具体而言,在[[有絲分裂|有丝分裂]]后期必须在子细胞中激活Cts1的表达,并且该蛋白必须位于隔膜的子位置。<ref>{{cite journal|title=Yeast Cbk1 and Mob2 activate daughter-specific genetic programs to induce asymmetric cell fates|date=December 2001|journal=Cell|issue=6|doi=10.1016/S0092-8674(01)00596-7|volume=107|pages=739–50|pmid=11747810|vauthors=Colman-Lerner A, Chin TE, Brent R}}</ref>为此,必须与其他控制细胞不同阶段的调节网络进行协调,如Cdc14早期相位释放(FEAR)、有丝分裂退出(MEN)和Ace2p(转录因子)和细胞形态生成(RAM)的调节。<ref>{{cite journal|title=RAM: a conserved signaling network that regulates Ace2p transcriptional activity and polarized morphogenesis|date=September 2003|journal=Molecular Biology of the Cell|issue=9|doi=10.1091/mbc.E03-01-0018|volume=14|pages=3782–803|pmc=196567|pmid=12972564|vauthors=Nelson B, Kurischko C, Horecka J, Mody M, Nair P, Pratt L, Zougman A, McBroom LD, Hughes TR, Boone C, Luca FC}}</ref>总的来说,不同调节网络的整合使几丁质酶降解细胞壁的功能取决于[[細胞週期|细胞周期]]的阶段以及子细胞之间的特定位置。<ref name=":2" />
在[[釀酒酵母|酿酒酵母]]和ScCts1p(酿酒酵母几丁质酶1)的调节中,几丁质酶其中之一是通过降解隔膜中的几丁质参与[[细胞分裂]]后的细胞分离。<ref>{{cite journal|title=Chitinase is required for cell separation during growth of Saccharomyces cerevisiae|date=October 1991|journal=The Journal of Biological Chemistry|issue=29|volume=266|pages=19758–67|pmid=1918080|vauthors=Kuranda MJ, Robbins PW}}</ref>由于这些几丁质酶在细胞分裂中很重要,因此必须进行严格的调节和激活。具体而言,在[[有丝分裂]]后期必须在子细胞中激活Cts1的表达,并且该蛋白必须位于隔膜的子位置。<ref>{{cite journal|title=Yeast Cbk1 and Mob2 activate daughter-specific genetic programs to induce asymmetric cell fates|date=December 2001|journal=Cell|issue=6|doi=10.1016/S0092-8674(01)00596-7|volume=107|pages=739–50|pmid=11747810|vauthors=Colman-Lerner A, Chin TE, Brent R}}</ref>为此,必须与其他控制细胞不同阶段的调节网络进行协调,如Cdc14早期相位释放(FEAR)、有丝分裂退出(MEN)和Ace2p(转录因子)和细胞形态生成(RAM)的调节。<ref>{{cite journal|title=RAM: a conserved signaling network that regulates Ace2p transcriptional activity and polarized morphogenesis|date=September 2003|journal=Molecular Biology of the Cell|issue=9|doi=10.1091/mbc.E03-01-0018|volume=14|pages=3782–803|pmc=196567|pmid=12972564|vauthors=Nelson B, Kurischko C, Horecka J, Mody M, Nair P, Pratt L, Zougman A, McBroom LD, Hughes TR, Boone C, Luca FC}}</ref>总的来说,不同调节网络的整合使几丁质酶降解细胞壁的功能取决于[[細胞週期|细胞周期]]的阶段以及子细胞之间的特定位置。<ref name=":2" />


== 食物中的分布 ==
== 食物中的分布 ==
几丁质酶天然存在于许多常见食品中。例如,[[香蕉]],[[栗|栗子]],[[奇異果|奇异果]],[[鳄梨]],[[木瓜 (蔷薇科)|木瓜]]和[[西红柿]]都含有大量的几丁质酶,可以抵抗真菌和一些[[无脊椎动物]]的入侵。压力或环境信号(例如[[乙烯]]气体)可能会刺激几丁质酶产量的增加。
几丁质酶天然存在于许多常见食品中。例如,[[香蕉]],[[栗|栗子]],[[奇异果]],[[鳄梨]],[[木瓜 (蔷薇科)|木瓜]]和[[西红柿]]都含有大量的几丁质酶,可以抵抗真菌和一些[[无脊椎动物]]的入侵。压力或环境信号(例如[[乙烯]]气体)可能会刺激几丁质酶产量的增加。


几丁质酶分子的某些部分,在植物防御中的功能相似,在结构上与[[橡膠|橡胶]][[乳胶]]中的促肝素或其他蛋白质几乎相同,可能会引发一种称为乳胶-水果综合征(latex-fruit syndrome)的过敏交叉反应。<ref>{{cite web|title=Latex-Fruit Syndrome and Class 2 Food Allergy|url=http://dmd.nihs.go.jp/latex/cross-e.html|work=Division of Medical Devices, Japan|accessdate=2020-10-05|archive-date=2020-11-11|archive-url=https://web.archive.org/web/20201111201836/http://dmd.nihs.go.jp/latex/cross-e.html|dead-url=no}}</ref>
几丁质酶分子的某些部分,在植物防御中的功能相似,在结构上与[[橡膠|橡胶]][[乳胶]]中的促肝素或其他蛋白质几乎相同,可能会引发一种称为乳胶-水果综合征(latex-fruit syndrome)的过敏交叉反应。<ref>{{cite web|title=Latex-Fruit Syndrome and Class 2 Food Allergy|url=http://dmd.nihs.go.jp/latex/cross-e.html|work=Division of Medical Devices, Japan|accessdate=2020-10-05|archive-date=2020-11-11|archive-url=https://web.archive.org/web/20201111201836/http://dmd.nihs.go.jp/latex/cross-e.html|dead-url=no}}</ref>


== 应用 ==
== 应用 ==
几丁质酶具有广泛的应用,其中一些已经被工业实现。这包括将几丁质生物转化为有用的产品(例如[[肥料]]),生产不过敏,无毒,可生物相容和可[[生物降解]]的材料(已经生产出具有这些质量的[[隱形眼鏡|隐形眼镜]],[[人造皮膚|人造皮肤]]和缝合线)以及增强的[[杀虫剂]]和[[殺菌劑|杀菌剂]]。<ref name="update">{{cite journal|title=Chitinases: An update|date=January 2013|journal=Journal of Pharmacy & Bioallied Sciences|issue=1|doi=10.4103/0975-7406.106559|volume=5|pages=21–9|pmc=3612335|pmid=23559820|vauthors=Hamid R, Khan MA, Ahmad M, Ahmad MM, Abdin MZ, Musarrat J, Javed S}}</ref>
几丁质酶具有广泛的应用,其中一些已经被工业实现。这包括将几丁质生物转化为有用的产品(例如[[肥料]]),生产不过敏,无毒,可生物相容和可[[生物降解]]的材料(已经生产出具有这些质量的[[隱形眼鏡|隐形眼镜]],[[人造皮膚|人造皮肤]]和缝合线)以及增强的[[杀虫剂]]和[[杀菌剂]]。<ref name="update">{{cite journal|title=Chitinases: An update|date=January 2013|journal=Journal of Pharmacy & Bioallied Sciences|issue=1|doi=10.4103/0975-7406.106559|volume=5|pages=21–9|pmc=3612335|pmid=23559820|vauthors=Hamid R, Khan MA, Ahmad M, Ahmad MM, Abdin MZ, Musarrat J, Javed S}}</ref>


几丁质酶未来可能应用包括作为[[食品添加剂]]以延长保质期,哮喘和慢性[[鼻竇炎|鼻窦炎]]的治疗剂,抗真菌药物,抗[[肿瘤]]药物以及[[蛋白质工程]]中所使用的一般成分。<ref name="update" />
几丁质酶未来可能应用包括作为[[食品添加剂]]以延长保质期,哮喘和慢性[[鼻竇炎|鼻窦炎]]的治疗剂,抗真菌药物,抗[[肿瘤]]药物以及[[蛋白质工程]]中所使用的一般成分。<ref name="update" />
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[[Category:酶]]
[[Category:酶]]
[[Category:位1染色的基因]]
[[Category:位1染色的基因]]
[[Category:EC 3.2.1]]
[[Category:EC 3.2.1]]