Галактозидаза гидролиз лактозы

Р-Галактозидаза, которая гидролизует лактозу. [c.286]

Рис. 41.2. Гидролиз лактозы до галактозы и глюкозы ферментом р-галактозидазой.

Другие ферменты, адаптивные, или индуцибельные, образуются только тогда, когда их субстраты (или структурные аналоги субстратов) присутствуют в среде. Так, клетки Е. соИ, растущие на среде с глюкозой, содержат только следовые количества ферментов метаболизма лактозы и многих других субстратов, которые они способны усваивать. Однако если те же клетки перенести в среду, содержащую в качестве единственного источника углерода лактозу, то уже через 1—2 мин можно зафиксировать повышение активности -галактозидазы. Этот фермент гидролизует лактозу на D-галактозу и D-глюкозу. В течение последующего непродолжительного промежутка времени (от 20 до 180 мин в зависимости от условий роста) активность -галактозидазы увеличивается в 1000 раз по сравнению с исходным уровнем. [c.14]

Но если эти же клетки перенести на среду с лактозой, являющейся в данном случае единственным источником углерода и энергии, то уже через 1-2 минуты можно зарегистрировать повышение активности -галактозидазы, ключевого фермента в утилизации лактозы. Этот фермент гидролизует лактозу до глюкозы и галактозы. В течение следующего непродолжительного периода (равного 20-180 минутам) активность -галактозидазы повышается примерно в 1000 раз по сравнению с исходным уровнем. Иными словами, имеет место выраженная индукция фермента, которая может быть определена следующим образом [c.24]

Используя предыдущие соображения, можно теперь легко объяснить ферментативный катализ соединение субстрата с активным центром увеличивает частоту возникновения редких переходных состояний. С этой точки зрения можно считать, что активный центр р-галактозидазы имеет предпочтительное сродство к молекулам лактозы, находящимся в переходном состоянии. Следовательно, р-галактозидаза лолжна выбирать из раствора редко встречающиеся молекулы лактозы, находящиеся в гидролитическом переходном состоянии, и держать их в этой реакционноспособной форме в течение гораздо большего времени, чем они могут существовать в этом состоянии в свободном растворе. Теперь проанализируем, что означает число оборотов, равное для Р-галактозидазы 4000 молекул лактозы на 1 молекулу фермента за 1 с. Это число означает, что если молекула лактозы в переходном состоянии уже выбрана активным центром фермента, то в среднем пройдет 1/4000 с до того, как эта молекула будет гидролизована на галактозу и глюкозу. Переходное состояние фигурирует также и в обратной реакции, которая заключается в образовании лактозы из глюкозы и галактозы. Поэтому избирательная стабилизация ферментом этого переходного состояния ускоряет также и обратную реакцию. В результате, как уже говорилось, присутствие фермента не влияет на состояние равновесия реакции гидролиза. [c.107]

На участке ДНК, соответствующем оперону, находятся три структурных гена (z, у и а). Эти гены кодируют р-галактозидазу, гидролизующую лактозу до глюкозы и галактозы, галактозидпермеазу, переносящую лактозу через клеточную мембрану, а также галактозидтрансацетилазу, переносящую ацетильный остаток с ацетил-КоА на галактозу. Кроме структурньгх генов, оперон содержит регуляторные последовательности ген-оператор, примыкающий к З -по-следовательности структурного гена, и ген-регулятор, кодирующий белок-реп-рессор. К гену-оператору примыкает промотор — начальный сайт инициации транскрипции. Белок-репрессор, взаимодействуя с геном-оператором, частично блокирует область промотора. Это препятствует присоединению РНК-поли- [c.471]

Аллолакюза Рис. 15.1. Химические реакции, катализируемые Р-галактозидазой гидролиз лактозы и изомеризация лактозы в аллолактозу. Аллолактоза является естественнмм индуктором синтеза р-галактозидазы. В опытах по индук- [c.168]

Клетки могут синтезировать специфические ферменты в ответ на присутствие специфических низкомолекулярных индукторов. Индукцию ферментов можно проиллюстрировать на следующем примере. Клетки Es heri hia oli, выращенные на глюкозе, не способны сбраживать лактозу из-за отсутствия фермента Р-галактозидазы, гидролизующей лактозу, ко- [c.100]

Главный фермент в метаболизме этого сахара - -галактозидаза, гидролизующая лактозу на галактозу и глюкозу (рис. 28.1). При выращивании на лактозе клетка Е. соН содержит несколько тысяч молекул (3-галак-тозидазы. Если же выращивать Е. соН на других источниках углерода, например на глюкозе или глицероле, то число молекул [3-галактозидазы на клетку не достигает десяти. Лактоза индуцирует значительное увеличение количества [3-галактозидазы в клетке Е. oli, причем она вызывает синтез новых молекул фермента, а не активирует профермент (рис. 28.2). Следовательно, (3-галакто-зидаза - индуцибельный фермент. Одновременно и согласованно с (3-галактозидазой синтезируются еще два белка - галактозид- [c.112]

Фермент -галактозидаза гидролизует только р-галактозидные связи, например, в р-лактозе (при этом образуются глюкоза и галактоза). Будет ли этот фермент действовать на а-лактозу Объясните ваш ответ. [c.456]

Если клетки Е. соИ растут е среде, содержащей лактозу, то в них синтезируется фермент Р-галактозидаза, гидролизующий этот дисахарид до глюкозы и галактозы, которые далее усваиваются клеткой. Оказывается, что если источником углерода для Е. соИ яв.1яется глюкоза, то Р-галактозидаза не синтезируется. Однако если в среду, в которой растут клетки, добавить негидролизуемый аналог лактозы — изопропил-(1-0-тиогалактозид, то начинается (индуцируется) синтез р-галактозидазы. Соединения, которые, подобно лактозе и изопропил-р-О-тиогалактозиду, способны индуцировать синтез белков (в данном случае ( -галактозидазы), в других условиях называются индукторами. [c.414]

Регуляция обмена лактозы у Е. соИ. Клетки Е. oli можно вырапщвать на простой среде, содержащей в качестве единственного источника углерода лактозу. Необходимым этапом обмена лактозы (а следовательно, и необходимым условием выживания бактерий) является гидролиз лактозы до моносахаридов глюкозы и галактозы, катализируемый ферментом Р-га-лактозидазой. Когда Е. соИ выращивают на среде с лактозой, в каждой бактериальной клетке присутствует несколько тысяч молекул этого фермента (см. задачу 1), способных осуществлять гидролиз. Однако если единственным источником углерода в среде служит глюкоза или, например, глицерол, то в клетках обнаруживается не более 5-10 молекул Р-галактозидазы. [c.401]

Сегодня ферменты применяются наиболее широко для превращения углеводов, играющих особую роль в пищевой и молочной промышленности. Так, 3-галактозидазу (лактазу) применяют для гидролиза лактозы в снятом молоке. Получаемый без-лактозный продукт используется теми людьми, организм кото рых не способен синтезировать лактазу. Этот фермент применяется, кроме того, для переработки лактозы сыворотки в глю-козогалактозные сиропы, а также подкисленной сыворотки образующейся при получении творога. [c.169]

Из сыворотки получают не толко белковые продукты, но и — путем ферментации — сырье для химической промышленности (например, этанол). Путем химического гидролиза лактозы с последующим удалением глюкозы из раствора с помощью ферментации можно получать галактозу. Альтернатив ный биологический путь — использование мутантных дрожжей, лишенных i -галактозидазы. Такие мутанты сохраняют способность к гидролизу лактозы и используют образующуюся глюкозу в качестве источника углерода, В результате гидролиза лактозы фильтрат становится более сладким на опытных установках такой гидролиз осуществляют с помощью иммобилизованной i -галактозидазы (гл. 4). Гидролизованный фильтрат не только находит применение в пищевой промышленности, но [c.277]

Наряду с явлением подавления, имеющим весьма широкое распространение среди анаболических, т. е. синтетических ферментов, известно и явление индукции синтеза ферментов, относящееся к катаболическим реакциям — использованию разных источников углерода в дыхании и брожении. Классический пример индукции — образование р-галактозидазы различными бактериями под влиянием субстрата лактозы. Р-галактозидаза ведет гидролиз лактозы (р-галактозидглюкозы) [c.480]

ЭТОГО накопления продуктов гидролиза лактозы больше не происходит. Объясняется это следующей причиной. На данной стадии реакции в растворе образуется настолько высокая концентрация продуктов гидролиза (глюкозы и галактозы), что их соединение с образованием лактозы протекает точно с такой же скоростью, с какой происходит гидролиз 0,001 М оставшейся в растворе лактозы. Иными словами, реакция достигает равновесного состояния. Наиболее характерная черта всех видов катализа, в том числе и ферментативного катализа, состоит в том, что присутствие катализатора может влиять лишь на скорость, с которой реакция достигает равновесия, но никогда не влияет на само состоиние равновесия. Поэтому добавление к раствору лактозы Р-галактозидазы приводит к тому, что гидролиз достигает равновесия не за годы, как при спонтанной реакции, а за минуты. Однако остаточный уровень лактозы в растворе после достижения равновесия при каталитической реакции в точности равен тому уровню, который устанавливается в состоянии равновесия при спонтанной реакции. Это обусловлено тем, что фермент во столько же раз ускоряет гидролитическое расщепление лактозы на глюкозу и галактозу, во сколько раз он ускоряет обратную реакцию образования лактозы из продуктов реакции при их высоких концентрациях. Таким образом, ферменты вовсе не совершают химических чудес, которые без них были бы невозможны. Они просто увеличивают скорость химических реакций, которые происходят и спонтанно, но которые в отсутствие фермента не достигли бы равновесия и за время нашей жизни. [c.106]

Субстраты. Определяемая каталитическая активность фермента сильно зависит от используемого субстрата. Субстраты данного фермента могут быть как природными, так и синтетическими, при этом скорости их превращения также значительно варьируют. Например, фермент р-1>-галактозидаза гидролизует синтетические субстраты 2-нитрофенил-р- )-галактозид и 4-нитрофенил-р-1)-га-лактозид соответственно в 7 и 17 раз быстрее, чем естественный субстрат лактозу. [c.59]

При гидролизе полисахаридов кислотами или специфическими ферментами глюкозидные связи разрушаются и в зависимости от условий образуются различные остатки полимерных звеньев вплоть до моно- или дисахаридов. Полисахариды — основной источник углеводов в питании человека. Они в организме расщепляются различными ферментами крахмал — а-амилазой поджелудочной железы, мальтоза — мальтазой, изомальтазой, сахароза — сахара-зой (инвертазой), лактоза — р-галактозидазой, часть целлюлозы — ферментами микрофлоры толстого кишечника. При гидролизе одной гликозидной связи для сахарозы выделяется 29,3 кДж, а для олиго- или полисахаридов — [c.30]

Лактоза восстанавливает феллингову жидкость. При гидролизе под действием фермента р-галактозидазы или кислот она распадается на глюкозу и галактозу. [c.114]

Клетки дикого типа, растущие на среде с глюкозой, содержат лишь едва заметные следы -галактозидазы. Если же выращивать их на среде с лактозой или иным -галактозидом, то -галактозидазная активность увеличивается в 1000 раз этот фермент может составлять около 3% всего клеточного белка Он обычно образуется только в присутствии индуцирующего вещества-лактозы. Изучению механизма регуляции существенно помогло применение не используемого бактерией индуктора-2-пропил-р-тиогалактозида. Добавление этого вещества приводит к обманной индукции -галактозидазы фермент образуется, но не может гидролизовать соединение, индуцировавшее его синтез, и сделать его доступным для дальнейших превращений. [c.474]

Кордонье и др. [520] описали биферментные электроды для определения лактозы, мальтозы и сахарозы. В этих электродах кроме соответственно р-галактозидазы, мальтазы и инвертазы используется и глюкозооксидаза. Предложенный прибор представляет собой кислородный электрод Кларка с цилиндрическим магнитом, на котором фиксируется магнитная пленка, несущая биферментную систему. Активную биферментную мембрану размещают на внешней поверхности газопроницаемой мембраны. Когда электрод находится в контакте с раствором, содержащим определяемый субстрат, гидролиз субстрата сопровождается потреблением кислорода. Таким образом, кислородный электрод измеряет степень потребления кислорода, которая пропорциональна концентрации субстрата в пробе. [c.180]

Этот гидролиз катализируется ферментом лактазой. Так как у Е. oli лактаза способна гидролизовать также и другие Р-галактозиды, отличные от лактозы, то она называется Р-галактозидазой. Образующаяся при расщеплении лактозы глюкоза может вовлекаться в гликолиз непосредственно. Что же касается галактозной части лактозы, то, прежде чем включиться в процессы распада, катализируемые ферментами гликолитического пути, она должна превратиться в глюкозо-1-фосфат в ходе реакций, приведенных на фиг. 32. [c.68]

Одним из ферментов Е. соИ, отнесенных к классу адаптивных, была Р-галактозидаза. Этот фермент, как отмечалось в гл. III, катализирует реакцию гидролиза своего естественного субстрата лактозы (фиг. 235), а также других р-галактозидов. Было установлено, что клетки Е. соН содержат активность В-галактозидазы только в случае, если они растут на среде, содержащей лактозу в качестве источника углерода и энергии на среде, содержащей вместо лактозы какой-нибудь другой естественный сахар, клетки Е. соН не синтезируют этого фермента. В 1946 г. Жак Моно начал исследование адаптивного образования Р-галактозидазы у Е. oli. Эти работы в течение последующих 15 лет позволили объяснить регуляцию активности бактериальных генов. В начале своей работы Моно и его [c.477]

Спустя много лет после того, как была открыта положительная ферментативная адаптация, т. е. индукция синтеза фермента в присутствии субстрата (или структурного аналога субстрата), выяснилось, что существует также отрицательная ферментативная адаптация, или репрессия ферментов. В этом случае синтез фермента, вместо того чтобы индуцироваться субстратом, угнетается в присутствии продукта реакции, которую он катализирует. Существование репрессии ферментов было впервые установлено в лаборатории Моно в 1953 г., когда было показано, что синтез трипто-фан-синтазы Е. oli — фермента, определяемого генами irpA и irpB, — подавляется в присутствии триптофана. Биологический смысл этого явления так же очевиден, как в случае индукции р-галактозидазы лактозой для клетки было бы чрезвычайно неэкономно синтезировать ферменты, обеспечивающие последний этап биосинтеза триптофана, в то время когда эта аминокислота в достаточном количестве имеется в окружающей среде. В течение последующих нескольких лет было обнаружено много других случаев репрессии ферментов — в основном ферментов, осуществляющих у бактерий синтез аминокислот и гидролиз фосфорилированных органических соединений. [c.486]

Первые исследования механизма генетического контроля были посвящены синтезу -галактозидазы, осуществляющей гидролиз дисахарида лактозы до моносахаридов глюкозы и галактозы в клетке Е. соИ. Опыты привели к открытию белка-репрессора лактозного оперона, включающего транскрипцию структурных генов (в данном случае, гена -галактозидазы, а также пермеазы и галактозид-транс-ацетилазы). Это достигается путем связывания репрессора с операторным участком ДНК длиной в 21 нуклеотид, перекрывающимся с последовательностью промотора. В результате блокируется доступ РНК-полимеразы к ее участку связывания и транскрипция цистронов делается невозможной. Для индукции и репрессии синтеза белка, т.е. изменения скорости процесса в противоположных направлениях, необходимо наличие в модели регуляторного механизма еще одного элемента индуктора, который должен, с одной стороны, контролировать действия белка-репрессора лактозного оперона, а с другой -быть связанным прямо или косвенно с функцией синтезируемого фермента. Такой индуктор действительно был обнаружен, и им оказался субстрат -галактозидазы лактоза, точнее, аллолактоза, близкая по строению и образующаяся в присутствии лактозы. [c.118]

Смотреть страницы где упоминается термин Галактозидаза гидролиз лактозы: [c.954] [c.111] [c.407] [c.111] [c.118] [c.121] [c.429] [c.472] [c.99] [c.234] [c.177] [c.480] [c.99] [c.120] [c.287] [c.478] [c.43] [c.480] [c.478] [c.149] [c.271] [c.291] [c.291]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология