Бромелайн – это фермент?

Да, бромелайн — это фермент. Точнее,чистый бромелайнпредставляет собой смесь протеолитических ферментов (ферментов, расщепляющих белки), которые естественным образом содержатся в ананасах (Ananas comosus). Этот ферментный комплекс широко изучался на предмет его биологической активности и применения в медицине, продуктах питания и пищевых добавках. Так почему же бромелайн является ферментом?

Что такое бромелайн?

Чистый объемный бромелайнотносится к группе протеолитических ферментов, полученных главным образом из стебля и плодов ананаса. Впервые он был выделен в конце 19 века и с тех пор признан природным ферментным комплексом с разнообразными биологическими свойствами. Два основных типа бромелайна.

• Стеблевой бромелайн (EC 3.4.22.32)

Стеблевой бромелайн извлекается из стеблей ананаса и обычно используется в коммерческих ферментных продуктах.

• Фруктовый бромелайн (EC 3.4.22.33)

Фрукты Бромелайн содержится в плодах, хотя и в меньшем количестве, и также биологически активен.

Оба типа имеют схожую ферментативную активность, но немного различаются по составу и молекулярной массе. Бромелайн содержит множество тиоловых эндопептидаз, фосфатаз, глюкозидаз, пероксидаз, целлюлаз и некоторых ингибиторов протеаз.

Термин «фермент» относится к биологическому катализатору,-обычно белку-, который ускоряет химические реакции в живых организмах, не расходуясь при этом.Чистый объемный бромелайнподходит под это определение именно потому, что катализирует расщепление (гидролиз) пептидных связей в белках, облегчая пищеварение и другие биохимические реакции.

Почему бромелайн классифицируется как фермент?

 

Бромелайн широко известен как фермент, поскольку он обладает всеми основными характеристиками, определяющими ферментативную активность-катализа, состав на основе белка-, субстратную специфичность и стабильность в течение нескольких реакционных циклов. Бромелайн, полученный из ананаса (Ananas comosus), принадлежит к классу протеолитических ферментов, которые специализируются на расщеплении белков на более мелкие пептиды и аминокислоты. Итак, давайте поговорим о причинечистый бромелайнклассифицируется как фермент.

Ферментативная природа

Основная причина, по которой бромелайн считается ферментом, заключается в его способности катализировать определенные биохимические реакции,-а именно расщепление пептидных связей в белках. Бромелайн ускоряет гидролиз этих связей, превращая сложные белковые молекулы в более мелкие пептиды и свободные аминокислоты. Этот тип реакции характерен для протеолитических ферментов (также называемых протеиназами), которые играют жизненно важную роль в пищеварении, восстановлении клеток и регуляции воспаления.

Каждый фермент действует за счет снижения энергии активации реакции, которая представляет собой минимальную энергию, необходимую для химического превращения. Без таких ферментов, как бромелайн, расщепление белков в живых системах было бы слишком медленным для поддержания нормальных физиологических функций. Уменьшая этот энергетический барьер, бромелайн обеспечивает быстрый и эффективный гидролиз белковых молекул в мягких условиях, таких как температура тела и нейтральный pH.

С химической точки зрения бромелайн действует как цистеиновая протеаза, а это означает, что аминокислотный остаток цистеина в его активном центре отвечает за катализ. Когда бромелайн сталкивается с белковым субстратом, атом серы цистеина образует временную ковалентную связь с углеродом пептидной связи. Это ослабляет пептидную связь и позволяет молекуле воды расщепить ее, высвобождая более мелкие полипептиды или отдельные аминокислоты. После реакции структура фермента восстанавливается и готова катализировать следующий цикл.

Эта каталитическая эффективность и точность отражают определяющие свойства ферментов-биологических катализаторов, которые позволяют осуществлять специфические биохимические превращения с поразительной скоростью и избирательностью.

Белковая-структура

Еще одной определяющей особенностью, доказывающей идентичность бромелайна как фермента, является его молекулярная структура,-основанная на белках. Как и все ферменты, бромелайн состоит из длинных цепочек аминокислот, свернутых в уникальную трехмерную форму. Схема сворачивания не случайна-, она имеет решающее значение для функциональности фермента. Внутри этой структуры образуется отдельная область, называемая активным центром, где субстраты связываются и подвергаются химическому преобразованию.

Точная геометрия активной площадки позволяетчистый бромелайнраспознавать специфические белковые субстраты и эффективно катализировать их гидролиз. Эта связь-и-ключ между ферментом и субстратом объясняет, почему бромелайн действует только на определенные типы пептидных связей.

Когда бромелайн подвергается воздействию неблагоприятных условий,-таких как высокая температура, чрезмерная кислотность или щелочная среда-, его тонкая белковая структура может денатурировать. Денатурация нарушает структуру складки, изменяя форму активного центра и делая фермент неактивным. Такая чувствительность к факторам окружающей среды является четким показателем того, что бромелайн, как и другие ферменты, действительно является белком, структура которого определяет его каталитическую функцию.

Напротив, химические катализаторы, изготовленные из металлов или неорганических соединений, не теряют своей функции в таких мягких условиях, что еще больше подтверждает классификацию бромелайна как биологического фермента, а не синтетического катализатора.

Специфичность субстрата

Чистый объемный бромелайнтакже демонстрирует ключевую характеристику, общую для всех ферментов: субстратную специфичность. Это означает, что он действует только на определенные молекулы или типы химических связей. Бромелайн отдает предпочтение пептидным связям вблизи аминокислот лизина, аланина и глицина, что указывает на селективный каталитический механизм. Такая специфичность необходима для биологического контроля, гарантируя, что ферменты выполняют только намеченные реакции, не повреждая другие жизненно важные клеточные структуры.

Эта избирательная природа является отличительной чертой ферментативной активности и основным отличием ферментов от обычных химических катализаторов. В то время как химические катализаторы часто реагируют с самыми разными соединениями, бромелайн действует только на определенные белки или пептидные последовательности, которые соответствуют структуре его активного центра.

Способность избирательно воздействовать на белки делает бромелайн полезным не только для пищеварения, но также для медицинского и промышленного применения. Например, в пищевой промышленности бромелайн смягчает мясо за счет гидролиза мышечных белков, а в медицине он способствует восстановлению тканей, расщепляя поврежденные белки. Такое применение возможно только благодаря специфическому поведению фермента бромелайна-.

Катализ реакции без потребления

Определяющей особенностью всех ферментов, включая бромелайн, является то, что они действуют как катализаторы, не расходуясь и не изменяя реакции, которым они способствуют. Это свойство позволяет одной молекуле фермента катализировать тысячи реакционных циклов, делая ферментативные процессы эффективными и устойчивыми.

В каждой реакции бромелайн временно взаимодействует с белком-субстратом, образует фермент-субстратный комплекс и высвобождает продукты реакции после завершения гидролиза. После этого фермент возвращается в свою первоначальную форму, готовый катализировать следующую реакцию. Эта повторяемость отличает ферменты от обычных реагентов, которые расходуются в ходе химических реакций.

Например, при переваривании белкачистый бромелайннепрерывно расщепляет пищевые белки на более мелкие пептиды, пока все доступные молекулы субстрата не будут преобразованы. На протяжении всего этого процесса фермент остается неповрежденным и функциональным, пока условия окружающей среды, такие как температура и pH, остаются в оптимальном диапазоне.

Возможность повторного использования и каталитическая стойкость подтверждают роль бромелайна как настоящего фермента. Без этой способности его практическое применение в пищевой промышленности, фармацевтике и здравоохранении было бы экономически нецелесообразно.

Какие эффектыBромелайнEэнзимAдеятельность?

Помимо механизма, ферментативную активность бромелайна подтверждают несколько других доказательств и характеристик.

На ферментативную активность бромелайна влияют многочисленные взаимосвязанные факторы. Его чувствительность к температуре и pH отражает его белковую-природу, а присутствие кофакторов и ионов металлов показывает, что его каталитический цистеиновый участок должен быть химически защищен для поддержания активности. Кроме того, активность бромелайна можно точно определить количественно и смоделировать, подтвердив его статус настоящего фермента.

КакИзвлекать Бромелайн?

Чистый объемный бромелайнВстречается по всему растению ананаса, но наиболее много его в стебле и плодах. Процесс экстракции обычно включает в себя следующие этапы:

• Дробление и прессование:

Стебель или плод измельчают, чтобы выделить сок, содержащий бромелайн.

• Центрифугирование:

Сок центрифугируют для удаления нерастворимых веществ.

• Очистка:

Фермент очищают с использованием таких методов, как осаждение сульфатом аммония, ультрафильтрация и хроматография.

• Сушка:

Очищенный бромелайн подвергают сублимационной-сушке до полученияФермент бромелайнпорошковая форма.

Экстрагированный фермент бромелайн порошок сохраняет свою ферментативную активность и может быть стандартизирован на основе ферментативных единиц, обычно выражаемых как GDU (единицы переваривания желатина) или FCCPU (единицы протеазы Кодекса пищевых химикатов).

Заключение:

Бромелайн однозначно является ферментом, точнее комплексом протеолитических (переваривающих белки) ферментов, полученных из ананаса. Он соответствует всем научным критериям, определяющим фермент, - он основан на белке-, катализирует специфические биохимические реакции (гидролиз белка), остается неизменным после катализа и проявляет высокую субстратную специфичность. Его биологическая и промышленная роль, от помощи пищеварению до противовоспалительной терапии, обусловлена ​​этой ферментативной природой.

Являясь природным ферментом с широким-широким спектром применения, бромелайн выделяется как ценное биохимическое соединение, так и как безопасный и эффективный ингредиент пищевой добавки.

Guanjie Biotech — оптовый поставщик ферментного порошка бромелайна, предлагающий-высокочистый, стабильный и активный порошок бромелайна для промышленных, нутрицевтических и косметических составов. Если вы заинтересованы в нашем продукте, пожалуйста, свяжитесь с нами по адресуinfo@gybiotech.com.

Ссылки

[1] Маурер, HR (2001). Бромелайн: биохимия, фармакология и медицинское применение. Клеточные и молекулярные науки о жизни, 58 (9), 1234–1245.

[2] Бхаттачарья, Б.К. (2008). Бромелайн: обзор. Сияние натуральных продуктов, 7 (4), 359–363.

[3] Хейл, Л.П., Грир, П.К., Трин, Коннектикут, и Джеймс, К.Л. (2005). Протеиназная активность и стабильность натуральных препаратов бромелайна. Международная иммунофармакология, 5 (4), 783–793.

[4] Чоботова К., Верналис А.Б. и Маджид ФАУ (2010). Активность и потенциал бромелайна как противоракового средства: текущие данные и перспективы. Письма о раке, 290 (2), 148–156.

[5] Точи Б.Н., Ван З., Сюй С.Ю. и Чжан В. (2008). Терапевтическое применение протеазы ананаса (бромелайна): обзор. Пакистанский журнал питания, 7 (4), 513–520.

[6] Паван Р., Джайн С. и Шраддха К. (2012). Свойства и терапевтическое применение бромелайна: обзор. Biotechnology Research International, 2012, 976203.

[7] Ратнавелу, В. и др. (2016). Потенциальная роль бромелайна в клиническом и терапевтическом применении. Биомедицинские отчеты, 5 (3), 283–288.