Informações básicas e classificação da celulase
Celulaseé um tipo de enzima que desempenha um papel biocatalítico na decomposição da celulose. É uma proteína capaz de quebrar a celulose em oligossacarídeos ou monossacarídeos.
As enzimas de celulose estão amplamente presentes em organismos na natureza. Bactérias, fungos e animais podem produzi-las.Celulase. OCelulases comumente usados na produção vêm de fungos, com gêneros típicos incluindo Trichoderma, Aspergillus e Penicillium
As cepas que produzemCelulase são propensos à degradação, levando a uma diminuição na capacidade de produção de enzimas.
A produção deCelulasepor bactérias é relativamente baixa, consistindo principalmente de beta-glucano endonucleases, a maioria das quais não apresenta atividade de degradação na celulose cristalina. As enzimas produzidas são, em sua maioria, intracelulares ou adsorvidas na parede celular e não são secretadas no meio de cultura, o que aumenta a dificuldade de extração e purificação. Portanto, há relativamente pouca pesquisa com bactérias. No entanto,Celulasesproduzidos por bactérias geralmente têm uma faixa de pH ideal de neutro a ligeiramente alcalino. Nos últimos 20 anos, com a aplicação bem-sucedida de pH neutroCelulases e alcalinoCelulases nos processos de lavagem e acabamento de tecidos de algodão e na indústria de detergentes, bactériasCelulaseos preparativos mostraram boas perspectivas de aplicação.
As enzimas de celulose são amplamente utilizadas nas indústrias alimentícia e ambiental. A adição de Celulases
Devido à dificuldade de purificaçãoCelulases, geralmente contêm hemicelulases e outras enzimas relacionadas, como amilase, protease, etc. em aplicações práticas.
Existem vários tipos deCelulases com uma ampla gama de fontes. A estrutura e a função deCelulasesde diferentes fontes variam muito. Devido à alta produção e alta atividade de fungosCelulases, oCelulasesprincipalmente usados na pecuária e na indústria de rações são fungosCelulases.
Classificação
Por composição e função
CelulasesPodem ser divididas em endo-1,4-β-D-glucano hidrolase ou endo-1,4-β-D-glucanase (EC 3.2.1.4), EG de fungos, Cen de bactérias, exo-1,4-β-D-glucanase (EC 3.2.2.1.91), CBH de fungos, Cex de bactérias e BG com base em suas funções de reação catalítica. A endo-1,4-glucanase cliva aleatoriamente as regiões amorfas dentro das cadeias de polissacarídeos da celulose. Gera oligossacarídeos de diferentes comprimentos e novas extremidades de cadeia. A exoglucanase atua nas extremidades dessas cadeias de polissacarídeos de celulose redutoras e não redutoras, liberando glicose ou celobiose. A β-glucosidase hidrolisa dissacarídeos de celulose para produzir duas moléculas de glicose. FungosCelulasesapresentam alta produção e atividade, sendo utilizados principalmente na pecuária e na produção de ração a partir de fontes fúngicas.
Pelo mecanismo de degradação
A principal diferença entreCelulasereação e reação enzimática geral é queCelulaseé um sistema enzimático multicomponente e a estrutura do substrato é extremamente complexa. Devido à insolubilidade do substrato, a adsorção deCelulasesubstitui o processo de formação de complexos ES entre a enzima e o substrato.Celulaseprimeiro adsorve especificamente no substrato celulose e depois decompõe a celulose em glicose por meio da ação sinérgica de vários componentes.
Em 1950, Reese et al. propuseram a hipótese C1 Cx, que sugere que diferentes enzimas devem trabalhar em conjunto para hidrolisar completamente a celulose em glicose. Acredita-se, em geral, que o efeito sinérgico seja o de que a enzima C1 ataca primeiro a região amorfa da celulose, formando uma nova extremidade livre necessária para Cx, e então a enzima CX cliva a unidade dissacarídica fibrosa da extremidade redutora ou não redutora da cadeia polissacarídica. Finalmente, a β-glicosidase hidrolisa o dissacarídeo fibroso em duas unidades de glicose. No entanto, a ordem sinérgica deCelulasenão é absoluto, e estudos subsequentes descobriram que C1, Cx e β-glucosidase devem coexistir para hidrolisar a celulose natural. Se a enzima C1 for usada para cristalizar a celulose primeiro, depois a enzima C1 for removida e a enzima Cx for adicionada, essa sequência de ação não consegue hidrolisar a celulose cristalina.
