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Numéro CAS : 9001-37-0
Numéro CE : 1.1.3.4
Glucose Oxydase = DIEU = Glucose Oxyhydrase
DESCRIPTION DU PRODUIT
La glucose oxydase SBE-01GO est produite par fermentation immergée d'Aspergillus niger suivie d'une purification, d'une formulation et d'un séchage.
Le produit est capable de blanchir la farine, de renforcer le gluten et d'améliorer les propriétés de manipulation de la pâte et est souvent utilisé pour divers produits de boulangerie.
MÉCANISME
La glucose oxydase peut catalyser spécifiquement le β-D-glucose pour former de l'acide gluconique et du peroxyde d'hydrogène en présence d'oxygène, ce qui favorise la formation du réseau de gluten, et par la suite les propriétés de manipulation de la pâte et les propriétés sensorielles des produits de boulangerie.
A C6H12O6+ O2 + H2O → C6H12O7 + H2O2
B C6H12O6+ 12 O2 →C6H12O7
PARAMÈTRES DE RÉACTION
PARAMÈTRES
GAMME
Température d'activité
20℃-50℃
Température optimale
20℃-35℃
Activité pH
4,0-6,5
pH optimal
5.0-6.0
SPÉCIFICATION DE PRODUIT
Articles
La description
Activité déclarée
2700 ug
Forme physique
Poudre
Couleur
Jaune clair
Odeur
Odeur normale de fermentation microbienne.
RECOMMANDATION D'APPLICATION
Pour l'industrie boulangère : Le dosage recommandé est de 2 à 40 g par tonne de farine.
Le dosage doit être optimisé en fonction de chaque application, des spécifications des matières premières, des attentes du produit et des paramètres de traitement.
Glucose Oxidase est préférable de commencer le test avec le volume approprié.
PRÉCAUTIONS DE MANIPULATION SÉCURISÉE
Les préparations enzymatiques sont des protéines qui peuvent induire une sensibilisation et provoquer des symptômes de type allergique chez les individus sensibles.
Un contact prolongé peut provoquer une irritation mineure de la peau, des yeux ou de la muqueuse nasale.
Tout contact direct avec le corps humain doit être évité.
Une irritation de la glucose oxydase ou une réaction allergique de la peau ou des yeux se développe, veuillez consulter un médecin.
MISES EN GARDE
Conserver scellé après utilisation à chaque fois pour éviter les infections microbiennes et l'inactivation des enzymes jusqu'à sa finition.
EMBALLAGE ET STOCKAGE
Ø Paquet : 25kgs/tambour ; 1 125 kg/tambour.
Ø Stockage: Gardez scellé dans un endroit sec et frais et évitez la lumière directe du soleil
Ø Durée de conservation : 12 mois dans un endroit sec et frais.
La glucose oxydase est un sous-ensemble d'enzymes oxydoréductase qui catalyse le transfert d'électrons d'un oxydant à un réducteur.
Les glucose oxydases utilisent l'oxygène comme accepteur d'électrons externe qui libère du peroxyde d'hydrogène (H2 O2 ).
La glucose oxydase a de nombreuses applications dans les procédés commerciaux, notamment l'amélioration de la couleur et du goût, l'augmentation de la persistance des matières alimentaires, l'élimination du glucose de l'œuf séché et l'élimination de l'oxygène de différents jus et boissons.
De plus, la glucose oxydase, avec la catalase, est utilisée dans les kits de test du glucose (en particulier dans les biocapteurs) pour détecter et mesurer la présence de glucose dans les solutions industrielles et biologiques (par exemple, les échantillons de sang et d'urine).
Par conséquent, la glucose oxydase est une enzyme précieuse dans l'industrie et les diagnostics médicaux.
Par conséquent, l'évaluation de la structure et de la fonction de la glucose oxydase est cruciale pour modifier et améliorer ses propriétés catalytiques.
Trouver différentes sources de glucose oxydase est un moyen efficace de trouver le type d'enzyme avec la catalyse souhaitée.
En outre, la production recombinante de glucose oxydase est la meilleure approche pour produire des quantités suffisantes de glucose oxydase pour diverses utilisations.
En conséquence, l'étude de divers aspects de la glucose oxydase en biotechnologie et en biotraitement est cruciale.
L'enzyme glucose oxydase (GOx ou GOD) également connue sous le nom de notatine (numéro CE 1.1.3.4) est une oxydoréductase qui catalyse l'oxydation du glucose en peroxyde d'hydrogène et en D-glucono-δ-lactone.
Cette enzyme est produite par certaines espèces de champignons et d'insectes et présente une activité antibactérienne en présence d'oxygène et de glucose.
La glucose oxydase est largement utilisée pour la détermination du glucose libre dans les fluides corporels (tests médicaux), dans les matières premières végétales et dans l'industrie alimentaire.
La glucose oxydase a également de nombreuses applications dans les biotechnologies, généralement des dosages enzymatiques pour la biochimie, y compris les biocapteurs dans les nanotechnologies.
La glucose oxydase a été isolée pour la première fois par Detlev Müller en 1928 à partir d'Aspergillus niger.
Fonction
Plusieurs espèces de champignons et d'insectes synthétisent de la glucose oxydase, qui produit du peroxyde d'hydrogène, qui tue les bactéries
La notatine, extraite de cultures antibactériennes de Penicillium notatum, s'appelait à l'origine Pénicilline A, mais a été renommée pour éviter toute confusion avec la pénicilline.
La notatine s'est avérée identique à la pénicilline B et à la glucose oxydase, enzymes extraites d'autres moisissures que P. notatum ; il est maintenant généralement connu sous le nom de glucose oxydase.
Les premières expériences ont montré que la notatine présente une activité antibactérienne in vitro (en présence de glucose) en raison de la formation de peroxyde d'hydrogène.
Des tests in vivo ont montré que la notatine n'était pas efficace pour protéger les rongeurs contre Streptococcus haemolyticus, Staphylococcus aureus ou la salmonelle, et a causé de graves dommages aux tissus à certaines doses.
La glucose oxydase est également produite par les glandes hypopharyngiennes des abeilles ouvrières et déposée dans le miel où elle agit comme un conservateur naturel.
Les GOx à la surface du miel réduisent l'O2 atmosphérique en peroxyde d'hydrogène (H2O2), qui agit comme une barrière antimicrobienne.
Structure
Poudre d'enzyme glucose oxydase d'Aspergillus niger.
GOx est une protéine dimère dont la structure 3D a été élucidée. Le site actif où le glucose se lie se trouve dans une poche profonde.
L'enzyme, comme de nombreuses protéines qui agissent à l'extérieur des cellules, est recouverte de chaînes glucidiques.
Mécanisme
A pH 7, le glucose existe en solution sous forme d'hémiacétal cyclique sous forme de 63,6% de β-D-glucopyranose et 36,4% de α-D-glucopyranose, la proportion de forme linéaire et furanose étant négligeable.
La glucose oxydase se lie spécifiquement au -D-glucopyranose et n'agit pas sur le -D-glucose.
La glucose oxydase oxyde tout le glucose en solution car l'équilibre entre les anomères α et est poussé vers le côté car il est consommé dans la réaction.
La glucose oxydase catalyse l'oxydation du β-D-glucose en D-glucono-1,5-lactone, qui s'hydrolyse ensuite en acide gluconique.
Pour fonctionner comme un catalyseur, la Glucose Oxydase nécessite une coenzyme, la flavine adénine dinucléotide (FAD).
Le FAD est un composant courant dans les réactions biologiques d'oxydoréduction (redox). Les réactions d'oxydoréduction impliquent un gain ou une perte d'électrons d'une molécule.
Glucose Oxidase la réaction d'oxydoréduction catalysée par GOx, FAD fonctionne comme l'accepteur d'électrons initial et est réduit en FADH−.
Ensuite, FADH− est oxydé par l'accepteur d'électrons final, l'oxygène moléculaire (O2), qui peut le faire car il a un potentiel de réduction plus élevé.
L'O2 est ensuite réduit en peroxyde d'hydrogène (H2O2).
Applications
Surveillance de la glycémie
La glucose oxydase est largement utilisée couplée à une réaction de peroxydase qui visualise colorimétriquement le H2O2 formé, pour la détermination du glucose libre dans les sérums ou le plasma sanguin à des fins de diagnostic, en utilisant des dosages spectrométriques manuels ou automatisés, et même des dosages rapides au point d'utilisation.
Des tests similaires permettent de surveiller les niveaux de glucose dans la fermentation, les bioréacteurs et de contrôler le glucose dans les matières premières végétales et les produits alimentaires.
[la citation nécessaire] Dans l'essai de glucose oxydase, le glucose est d'abord oxydé, catalysé par la glucose oxydase, pour produire du gluconate et du peroxyde d'hydrogène.
Le peroxyde d'hydrogène est ensuite couplé par oxydation avec un chromogène pour produire un composé coloré qui peut être mesuré par spectroscopie.
Par exemple, le peroxyde d'hydrogène avec le 4 amino-antipyrène (4-AAP) et le phénol en présence de peroxydase donnent un colorant rouge quinoéimine qui peut être mesuré à 505 nm.
L'absorbance à 505 nm est proportionnelle à la concentration de glucose dans l'échantillon.
Les biocapteurs de glucose enzymatiques utilisent une électrode à la place de l'O2 pour capter les électrons nécessaires à l'oxydation du glucose et produire un courant électronique proportionnel à la concentration en glucose.
C'est la technologie derrière les bandelettes de capteur de glucose jetables utilisées par les diabétiques pour surveiller les niveaux de glucose sérique.
La conservation des aliments
De fabrication de la Glucose Oxydase, le GOx est utilisé comme additif grâce à ses effets oxydants : il incite à une pâte plus solide en boulangerie, remplaçant les oxydants comme le bromate.
La glucose oxydase est également utilisée comme conservateur alimentaire pour aider à éliminer l'oxygène et le glucose des aliments lorsqu'ils sont emballés, comme la poudre d'œuf sèche pour éviter le brunissement indésirable et le goût indésirable.
Traitement des plaies
Les produits de soin des plaies, tels que "Flaminal Hydro" utilisent un hydrogel d'alginate contenant de la glucose oxydase et d'autres composants comme agent d'oxydation.
Essais cliniques
Un spray nasal provenant d'un dispositif à poche à valve qui mélange de la glucose oxydase avec du glucose a fait l'objet d'essais cliniques en 2016 pour la prévention et le traitement du rhume.
La glucose oxydase (β-d-glucose:oxygène 1-oxydoréductase; EC 1.1.2.3.4) catalyse l'oxydation du β-d-glucose en acide gluconique, en utilisant l'oxygène moléculaire comme accepteur d'électrons avec production simultanée de peroxyde d'hydrogène.
La glucose oxydase microbienne reçoit actuellement beaucoup d'attention en raison de ses larges applications dans les industries chimique, pharmaceutique, alimentaire, des boissons, de la chimie clinique, de la biotechnologie et d'autres.
Les nouvelles applications de la glucose oxydase dans les biocapteurs ont augmenté la demande ces dernières années.
La présente revue traite de la production, de la récupération, de la caractérisation, de l'immobilisation et des applications de la glucose oxydase.
La production de glucose oxydase par fermentation est détaillée, ainsi que les méthodes de recombinaison.
Diverses techniques de purification pour une récupération plus élevée de la glucose oxydase sont décrites ici.
Les questions de cinétique enzymatique, d'études de stabilité et de caractérisation sont abordées.
Des préparations immobilisées de glucose oxydase sont également discutées.
Les applications de la glucose oxydase dans diverses industries et en tant qu'enzymes analytiques ont un impact croissant sur le biotraitement.
La glucose oxydase (GOX) d'Aspergillus niger est une glycoprotéine bien caractérisée constituée de deux sous-unités identiques de 80 kDa avec deux coenzymes FAD liées.
La séquence d'ADN et la structure de la protéine à 1,9 Â ont été déterminées et rapportées précédemment.
GOX catalyse l'oxydation du D-glucose (C6H12O6) en D-gluconolactone (C6H10O6) et en peroxyde d'hydrogène.
Le GOX est produit naturellement dans certains champignons et insectes où son produit catalytique, le peroxyde d'hydrogène, agit comme un agent antibactérien et antifongique.
Le GOX est généralement considéré comme sûr et le GOX d'A. niger est à la base de nombreuses applications industrielles.
La réaction catalysée par GOX élimine l'oxygène et génère du peroxyde d'hydrogène, un trait utilisé dans la conservation des aliments.
Le GOX a également été utilisé dans la boulangerie, la production de poudre d'œufs secs, la production de vin, la production d'acide gluconique, etc.
Son activité électrochimique en fait un composant important dans les capteurs de glucose et potentiellement dans les applications de piles à combustible.
Cet article donnera un bref aperçu de l'occurrence naturelle, des fonctions ainsi que des propriétés de la glucose oxydase.
Une bonne couverture des diverses utilisations de la glucose oxydase dans l'industrie est présentée avec un bref aperçu des principes de fonctionnement dans les différents contextes.
De plus, les préparations GOX de qualité alimentaire sont relativement abordables et largement disponibles ; les lecteurs peuvent être encouragés à explorer d'autres utilisations potentielles de GOX.
Un exemple est que la réaction catalysée par GOX génère une quantité importante de chaleur (∼200 kJ/mol), et cette propriété a été largement négligée dans les diverses applications décrites jusqu'à présent.
La glucose oxydase (bêta-D-glucose : oxygène 1-oxydoréductase ; EC 1.1.2.3.4) catalyse l'oxydation du bêta-D-glucose en acide gluconique, en utilisant l'oxygène moléculaire comme accepteur d'électrons avec production simultanée de peroxyde d'hydrogène.
La glucose oxydase microbienne reçoit actuellement beaucoup d'attention en raison de ses larges applications dans les industries chimique, pharmaceutique, alimentaire, des boissons, de la chimie clinique, de la biotechnologie et d'autres.
Les nouvelles applications de la glucose oxydase dans les biocapteurs ont augmenté la demande ces dernières années.
La présente revue traite de la production, de la récupération, de la caractérisation, de l'immobilisation et des applications de la glucose oxydase.
La production de glucose oxydase par fermentation est détaillée, ainsi que les méthodes de recombinaison.
Diverses techniques de purification pour une récupération plus élevée de la glucose oxydase sont décrites ici.
Les questions de cinétique enzymatique, d'études de stabilité et de caractérisation sont abordées.
Des préparations immobilisées de glucose oxydase sont également discutées.
Les applications de la glucose oxydase dans diverses industries et en tant qu'enzymes analytiques ont un impact croissant sur le biotraitement.
Glucose Oxydase
La glucose oxydase mesure le niveau de glucose dans le sang dans des biocapteurs
Glucose oxydase avec FAD en rouge.
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Le diabète est un problème de santé mondial qui touche des centaines de millions de personnes.
Heureusement, avec une gestion prudente de l'alimentation et des médicaments, les nombreuses complications du diabète peuvent être réduites.
Une partie de ce traitement comprend la surveillance des niveaux de glucose dans le sang, afin que des mesures appropriées puissent être prises si les niveaux deviennent trop élevés.
L'enzyme glucose oxydase a rendu la mesure du glucose rapide, facile et peu coûteuse.
Défense chimique
La glucose oxydase, illustrée ici à partir de l'entrée PDB 1gpe , est une petite enzyme stable qui oxyde le glucose en glucolactone, convertissant ainsi l'oxygène en peroxyde d'hydrogène.
La fonction biologique normale de la Glucose Oxydase semble être centrée sur le peroxyde qui se forme : le peroxyde d'hydrogène est un composé toxique qui peut être utilisé pour tuer les bactéries. Par exemple, la glucose oxydase se trouve à la surface des champignons, où elle aide à protéger contre les infections bactériennes, et elle se trouve également dans le miel, où elle agit comme un conservateur naturel.
Bonanza biotechnologique
La glucose oxydase est utilisée comme cœur des biocapteurs qui mesurent la quantité de glucose dans le sang.
L'astuce de ces biocapteurs est que l'enzyme prend quelque chose de difficile à mesurer - le glucose - et crée quelque chose de facile à mesurer - le peroxyde d'hydrogène.
Un glucomètre de laboratoire typique comprend une partie de l'enzyme piégée à l'intérieur d'une membrane.
Le glucose pénètre dans le capteur et est converti en glucolactone.
Le processus de glucose oxydase, du peroxyde d'hydrogène est formé, qui est ensuite détecté par une électrode de platine.
Glucose oxydasePlus il y a de glucose dans l'échantillon, plus il se forme de peroxyde et plus le signal à l'électrode est fort.
Contrôler les coûts
Bien sûr, les électrodes en platine sont chères, de sorte que les nouveaux biocapteurs utilisent une propriété fortuite de la glucose oxydase pour rendre les glucomètres encore plus abordables.
La glucose oxydase est très spécifique du glucose dans la réaction d'oxydation initiale, mais peut utiliser de nombreux composés différents comme accepteur d'électrons final, pas seulement l'oxygène.
Ainsi, les chercheurs en biotechnologie ont développé différentes molécules "médiatrices", telles que le ferrocène, pour travailler à la place de l'oxygène.
Les molécules de glucose oxydase récupèrent les électrons de la réaction du glucose, puis les transmettent directement à un type d'électrode moins cher.
La méthode de la glucose oxydase est utilisée pour créer des bandelettes de test jetables à usage unique qui ont de la glucose oxydase, le médiateur et le composé d'électrode tous imprimés sur la surface.
Deux glucose déshydrogénases bactériennes.
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Choix pour les biocapteurs
D'autres enzymes qui oxydent le glucose sont également utilisées comme moniteurs de glucose.
Deux glucose déshydrogénases qui sont explorées pour une utilisation dans des biocapteurs sont présentées ici.
En haut se trouve une enzyme qui utilise le NAD comme cofacteur pour effectuer la réaction d'oxydation (entrée PDB 1gco ), et l'enzyme en bas (entrée PDB 1cq1 ) utilise un cofacteur pyrroloquinoléine quinone inhabituel.
Description générale
La masse de glucose oxydase (GOX), une flavoprotéine, varie d'environ 130 à 175 kDa. Certains champignons et insectes sont capables de produire du GOX.
Poids moléculaire : 160 kDa (filtration sur gel)
pi : 4,2
Coefficient d'extinction : E1% = 16,7 (280 nm)
La glucose oxydase d'Aspergillus niger est un dimère constitué de 2 sous-unités égales d'une masse moléculaire de 80 kDa chacune.
Chaque sous-unité contient un fragment flavine adénine dinulcéotide et un fer.
L'enzyme est une glycoprotéine contenant environ 16 % de sucre neutre et 2 % de sucres aminés. L'enzyme contient également 3 résidus cystéine et 8 sites potentiels pour la glycosylation N-liée.
La glucose oxydase est capable d'oxyder les D-aldohexoses, les monodésoxy-D-glucoses et les méthyl-D-glucoses à des taux variables.
Glucose Oxidase La glucose oxydase est spécifique du β-D-glucose avec un KM de 33-110 mM.
La glucose oxydase ne nécessite aucun activateur, mais elle est inhibée par Ag+, Hg2+, Cu2+, l'acétate de phénylmercure et le p-chloromercuribenzoate. Il n'est pas inhibé par les réactifs SH non métalliques : N-éthylmaléimide, iodoacétate et iodoacétamide.
La glucose oxydase peut être utilisée dans la détermination enzymatique du D-glucose en solution.
Comme la glucose oxydase oxyde le β-D-glucose en D-gluconolactate et en peroxyde d'hydrogène, la peroxydase de raifort est souvent utilisée comme enzyme de couplage pour la détermination du glucose.
Bien que la glucose oxydase soit spécifique du -D-glucose, les solutions de D-glucose peuvent être quantifiées car le α-D-glucose subira une mutation en β-D-glucose lorsque le -D-glucose est consommé par la réaction enzymatique.
Nous nous engageons à vous proposer des produits alternatifs plus écologiques, qui adhèrent à un ou plusieurs des 12 principes d'une chimie plus verte.
Ce produit a été amélioré pour l'efficacité énergétique et la prévention des déchets lorsqu'il est utilisé dans la recherche sur les piles à combustible.
Pour plus d'informations, consultez l'article dans les biofichiers.
Application
La glucose oxydase d'Aspergillus niger a été utilisée :
dans le réactif GO (glucose oxydase) pour mesurer la teneur en glucose par la méthode de la glucose oxydase (GO)
pour activer la lignée cellulaire de carcinome rénal humain pour construire le modèle de stress oxydatif
étudier son influence dans la pâte sur les performances analytiques de la bioélectrode
La glucose oxydase est largement utilisée dans les industries alimentaires et pharmaceutiques ainsi qu'un composant majeur des biocapteurs de glucose.
Emballage
10000, 50000, 250000, 1000000, 2500000 unités en poly bouteille
Actions biochimiques/physiologiques
La glucose oxydase (GOX) oxyde le D-glucose en D-gluconolactone et en peroxyde d'hydrogène.
Le peroxyde d'hydrogène, le produit catalytique de GOX, sert d'agent antibactérien et antifongique.
La glucose oxydase est sûre et peut être utilisée dans plusieurs applications industrielles telles que la cuisson, la production de poudre d'œufs secs, la production de vin, la production d'acide gluconique, etc.
La glucose oxydase possède une activité électrochimique, ce qui la rend extrêmement importante dans les capteurs de glucose et dans les applications de piles à combustible.
La glucose oxydase catalyse l'oxydation du -d-glucose en d-glucono-β-lactone et en peroxyde d'hydrogène, avec l'oxygène moléculaire comme accepteur d'électrons.
Qualité
Peut contenir des traces d'amylase, de maltase, de glycogénase, d'invertase et de galactose oxydase.
Définition de l'unité
Une unité oxydera 1,0 mole de β-D-glucose en D-gluconolactone et H2O2 par minute à pH 5,1 à 35 °C, ce qui équivaut à une absorption d'O2 de 22,4 l par minute.
Glucose Oxydase le mélange réactionnel est saturé en oxygène, l'activité peut augmenter jusqu'à 100 %.
Note d'analyse
Protéine déterminée par le biuret
La glucose oxydase fongique (GOD) est largement utilisée dans les différents secteurs de l'industrie alimentaire pour une utilisation dans les produits de boulangerie, la poudre d'œuf sèche, les boissons et la production d'acide gluconique.
DIEU a également plusieurs autres nouvelles applications dans les industries chimiques, pharmaceutiques, textiles et autres biotechnologies.
L'adéquation électrochimique de la glucose oxydase aux réactions catalysées par GOD a permis son utilisation réussie dans les dispositifs bioélectroniques, en particulier les biopiles à combustible et les biocapteurs.
D'autres aspects cruciaux de GOD tels que l'amélioration de l'efficacité alimentaire en réponse au régime alimentaire supplémentaire de GOD, les rôles dans les activités antimicrobiennes et l'amélioration de la réponse de défense des agents pathogènes, fournissant ainsi une résistance induite aux plantes ont également été rapportés.
De plus, la science médicale, une autre branche émergente où il a été récemment rapporté que DIEU induisait plusieurs caractéristiques d'apoptose ainsi que la sénescence cellulaire en régulant à la baisse l'expression du gène Klotho.
Ces applications généralisées de DIEU ont conduit à une demande accrue de recherches plus approfondies pour améliorer sa production, sa caractérisation et une stabilité accrue pour permettre des utilisations à long terme.
Actuellement, le GOD est principalement produit et purifié à partir des espèces Aspergillus niger et Penicillium, mais le rendement est relativement faible et le processus de purification est gênant.
La glucose oxydase est pratique pour construire une excellente souche productrice de GOD.
Par conséquent, la présente revue décrit des méthodes innovantes pour améliorer la production de GOD fongique en utilisant des approches génétiques et non génétiques en profondeur ainsi que des techniques de purification.
L'examen met également en évidence les progrès actuels de la recherche dans la production rentable de DIEU, y compris les avancées clés, les applications potentielles et les limites. Par conséquent, il existe un besoin important de commercialiser ces processus en développant et en optimisant de nouvelles stratégies pour une production de GOD rentable.
Aperçu
La glucose oxydase (GOD ; β-D-glucose : oxygène 1-oxydoréductase ; glucose aérodéshydrogénase ; est une enzyme oxydoréductase très importante (flavoprotéine). Structurellement, la GOD est une holoenzyme constituée de deux sous-unités identiques de 80 kDa sur le site actif contenant un cofacteur flavine adénine dinucléotide (FAD).
Ces sous-unités agissent comme un vecteur redox en catalyse.
GOD appartient à la famille glucose/méthanol/choline (GMC) oxydoréductase, qui incorpore de nombreux autres catalyseurs industriellement impératifs, en particulier dans le domaine du diagnostic, par exemple, cholestérol oxydase, choline oxydase, méthanol oxydase, alcool oxydase, acide aminé oxydase, et pyranose oxydase (Ferri et al., 2011).
Ces membres de la famille des GMC oxydoréductases partagent un squelette structurel homologue, comprenant une liaison adénine-dinucléotide-phosphate près de leur extrémité amino et cinq autres segments de séquences conservées dispersées dans leurs séquences primaires.
DIEU catalyse l'oxydation du β-D-glucose en D-glucono-δ-lactone au niveau de son premier groupe hydroxyle en utilisant l'oxygène atomique (O2) comme accepteur d'électrons avec la génération synchrone de peroxyde d'hydrogène (H2O2).
Les deux produits finaux se décomposent spontanément et catalytiquement.
Plus précisément, la D-glucono-δ-lactone est ensuite hydrolysée lentement par l'enzyme lactonase en acide D-gluconique (GA), tandis que le H2O2 généré est décomposé en O2 et en eau (H2O) par la catalase (CAT). DIEU catalyse l'oxydation du glucose, selon un mécanisme de ping-pong.
La réaction globale est donnée ci-dessous :
DIEU (FAD) + β−D-Glucose → DIEU (FADH2) + D-Glucono-δ-lactone
DIEU (FADH2) + O2 → DIEU (FAD) + H2O2
β−D-Glucose + DIEU (FAD) + O2 → GA + DIEU (FADH2) + H2O2
GOD est profondément particulier pour l'anomère du D-glucose, tandis que l'anomère ne semble pas, à tous égards, être un substrat raisonnable. Ainsi, DIEU montre des exercices de réduction en utilisant le 2-désoxy-D-glucose, le D-mannose et le D-galactose comme substrats.
Parmi les enzymes actuellement connues pour oxyder le glucose ; DIEU est le plus connu en raison de son haut degré de spécificité.
DIEU peut être obtenu à partir d'un grand nombre de sources différentes, y compris les algues rouges, les agrumes, les insectes, les bactéries, les plantes, les animaux et les champignons. La capacité régulière de DIEU dans ces cadres organiques est d'agir principalement en tant que spécialiste antibactérien et antifongique à travers la génération de H2O2.
Parmi ces sources, les champignons ont un statut éminent et les sources fongiques industrielles ont été privilégiées depuis le début des années 1950 (Fiedurek et Gromada, 1997a).
Pendant des décennies, les champignons ont été minutieusement inspectés pour la production de DIEU en tant qu'usines cellulaires en raison de leurs magnifiques capacités à utiliser un assortiment de sources de carbone et à accumuler une grande proportion de DIEU naturel dans des conditions de stress.
Parce que le DIEU des champignons a des applications dans un large spectre, il doit être stable à une température plus élevée et pendant une durée plus longue afin qu'il puisse être utilisé de manière économique.
Néanmoins, les mécanismes d'accumulation de GOD par différents champignons ne sont pas entièrement compris, même si de nombreuses tentatives réussies ont été faites pour améliorer et optimiser la production de GOD fongique en utilisant des modifications génétiques et d'autres approches.
Les champignons filamenteux Aspergillus et Penicillium servent de producteurs industriels de GOD à grande échelle, parmi lesquels Aspergillus niger est le plus couramment utilisé pour le rendement industriel de GOD (Pluschkell et al., 1996).
Diverses propriétés de GOD produites par A. niger sont énumérées dans le tableau 1, y compris les méthodes qui ont été rapportées pour stabiliser GOD, l'utilisation d'additifs et l'ingénierie par mutagenèse dirigée ou aléatoire couplée à l'expression dans des hôtes hétérologues
Bright et Porter (1975) ont passé en revue le comportement cinétique et les états redox de la coenzyme flavine. Bentley (1963) a passé en revue les propriétés générales de l'enzyme.
Depuis sa découverte en tant qu'« antibiotique » (il a été démontré par la suite qu'elle était due à la formation de peroxyde), il y a eu un intérêt pour la glucose oxydase, principalement en raison de son utilité dans l'estimation du glucose.
À la suite du rapport de Keston en 1956 sur le couplage de la réaction à la peroxydase et à un chromogène, des « jauges » de glucose (qualitatives) sont devenues disponibles pour le dépistage du glucose dans l'urine.
Sur la base de l'article de Teller publié la même année, Worthington proposa le premier système enzymatique quantitatif pour la détermination colorimétrique du glucose.
Pour la plupart des travaux cliniques, la forme brute de l'enzyme A. niger a été satisfaisante.
Cependant, il contient des traces de polysaccharidases telles que l'amylase, la maltase et la sucrase qui peuvent contribuer à des taux de glucose faussement élevés.
L'enzyme purifiée est exempte de ces traces et est recommandée pour une utilisation analytique en présence de di- ou polysaccharides.
Caractéristiques de la Glucose Oxydase d'A. niger :
Poids moléculaire : 160 000 (Tsuge et al. 1975).
Composition : L'enzyme se compose de deux sous-unités identiques de chaîne polypeptidique (80 000 daltons) liées de manière covalente par des liaisons disulfure (O'Malley et Weaver 1972). Chaque sous-unité contient une mole de Fe et une mole de FAD (flavine-adénine dinucléotide).
Tsuge et al. (1975) rapportent que la molécule est constituée d'environ 74 % de protéines, 16 % de sucre neutre et 2 % de sucres aminés.
La glucose oxydase indique que le FAD est remplaçable par le FHD (flavine-hypoxanthine dinucléotide) sans perte d'activité.
pH optimal : 5,5 avec une large plage de 4 à 7 (Bright et Appleby 1969).
Voir aussi Weibel et Bright (1971b).
Spécificité : L'enzyme est hautement spécifique du β-D-glucose.
L'anomère α n'est pas sollicité. Le 2-désoxy-D-glucose, le D-mannose et le D-galactose présentent de faibles activités en tant que substrat. (Voir Bentley 1966).
Inhibiteurs : Ag+, Hg2+, Cu2+ (Nakamura et Ogura 1968).
La liaison FAD est inhibée par plusieurs nucléotides (Swobada 1969). Voir aussi Rogers et Brandt (1971).
Stabilité : Les préparations sèches sont stables pendant des années lorsqu'elles sont conservées au froid.
Les solutions sont raisonnablement stables dans diverses conditions.
Nom chimique : glucose oxydase
N° CAS : 9001-37-0
Aspect : poudre jaune
Emballage : 25 KG/tambour
Échantillon : disponible
Catégories : Catalyseurs & Agents Auxiliaires Chimiques, Additifs Alimentaires
Glucose oxydase
—— antioxydants, protecteurs de couleur, conservateurs, préparations enzymatiques. Agent de renforcement de la farine. Force accrue du gluten
—— glucose oxydase en tant qu'additif alimentaire avec conversion du glucose et élimination de l'oxygène résiduel
Emballage et expédition de la glucose oxydase
Emballage: 25KG/Tambour
Glucose oxydase Stockage
Doit être conservé à température ambiante, à l'abri de la chaleur, de l'humidité et de la lumière directe.
La glucose oxydase (GOD) oxyde le glucose en -gluconolactone en présence d'oxygène moléculaire en formant du peroxyde d'hydrogène.
En raison de la réaction catalysée, GOD est largement utilisé dans les cas où le glucose ou l'oxygène moléculaire doivent être éliminés pour prolonger la durée de conservation des aliments ou utilisé dans la production de peroxyde d'hydrogène contrôlé ou d'acide gluconique.
L'un des domaines d'application les plus importants de GOD est la construction des biocapteurs de glucose.
La glucose oxydase fait l'objet de plusieurs études sur la purification, l'immobilisation, les applications industrielles et analytiques de la GOD. Une détermination rapide et sensible de l'activité de la GOD est donc essentielle pour ces études.
Glucose Oxidase Cette étude, les méthodes de détermination de l'activité GOD ont été examinées principalement quatre approches: détermination de la diminution de la concentration en glucose ou en oxygène et détermination de l'augmentation des niveaux de peroxyde d'hydrogène ou d'acide gluconique.
Résumé
La glucose oxydase (GOx) est un cheval de bataille enzymatique utilisé dans les industries agroalimentaires et vinicoles pour lutter contre la contamination microbienne, pour produire des vins à faible teneur en alcool, comme élément de reconnaissance dans les capteurs de glucose ampérométriques et comme catalyseur anodique dans les biopiles.
La glucose oxydase est produite naturellement par plusieurs espèces de champignons, et les variantes génétiques sont connues pour différer considérablement à la fois en termes de stabilité et d'activité.
Deux des glucose oxydases les plus étudiées proviennent des espèces Aspergillus niger (A. niger) et Penicillium amagasakiense (P. amag.), dont les gènes respectifs ont été isolés et séquencés.
GOx de A. niger est connu pour être plus stable que GOx de P. amag., tandis que GOx de P. amag. a une affinité de substrat six fois supérieure (KM) et un taux catalytique presque quatre fois supérieur (kcat).
Ici, nous avons cherché à combiner des éléments génétiques de ces deux variétés pour produire une enzyme présentant à la fois une capacité catalytique et une stabilité supérieures.
Une comparaison des gènes des deux organismes a révélé 17 résidus qui diffèrent entre leurs sites actifs et leurs régions de liaison de cofacteur.
Quinze de ces résidus dans un GOx d'A. niger parental ont été modifiés pour refléter les résidus correspondants dans P. amag. GOx, ou muté en tous les acides aminés possibles par mutagénèse par saturation.
En fin de compte, quatre mutants ont été identifiés avec une activité catalytique significativement améliorée.
Une mutation ponctuelle unique de la thréonine à la sérine au niveau de l'acide aminé 132 (mutant T132S, la numérotation inclut le peptide leader) a conduit à une amélioration par trois de kcat au détriment d'une perte de 3% d'affinité pour le substrat (augmentation du KM apparent pour le glucose) résultant dans une constante spécifiée (kcat/KM) de 23,8 (mM−1 · s−1) contre 8,39 pour le GOx parental (A. niger) et 170 pour le P. amag. GOx.
Trois autres enzymes mutantes ont également été identifiées qui présentaient des améliorations dans la catalyse globale : V42Y et les doubles mutants T132S/T56V et T132S/V42Y, avec des constantes de spécificité de 31,5, 32,2 et 31,8 mM−1 · s−1, respectivement. La stabilité thermique de ces mutants a également été mesurée et a montré une amélioration modérée par rapport à la souche parentale.
Qu'est-ce que la glucose oxydase ?
La glucose oxydase, ou simplement GOX, est un type d'enzyme qui appartient au groupe des oxydoréductases. Il a une application étendue dans l'industrie alimentaire. GOX est devenu une partie des mélanges d'amélioration de la farine et des conditionneurs de pâte. C'est une alternative propre à l'ADA, au bromate de potassium et à d'autres agents oxydants qui ont fait l'objet d'un examen public en raison de problèmes de santé.
Les utilisations de GOX dans les aliments comprennent : 1
Piégeage / appauvrissement de l'oxygène dans les boissons pour prolonger leur durée de conservation
Élimination du glucose dans le traitement de la poudre d'œuf
Améliorant de farine à pain ou renforçateur de pâte
Surveillance et contrôle du glucose en ligne dans les bioprocédés commerciaux (fermentations)
Prévention de la décoloration des aliments déclenchée par des réactions enzymatiques et la présence d'oxygène
Détermination ou quantification du glucose (méthodes analytiques dans les aliments)
Origine
Presque toutes les préparations GOX disponibles sur le marché sont produites par Aspergillus niger et d'autres espèces appartenant à ce genre fongique. On pense que la production de glucose oxydase est un mécanisme de survie pour le champignon dans certaines conditions défavorables.
Fonction
Le tableau suivant résume certains aspects clés du GOX lorsqu'il est utilisé dans la panification à grande vitesse :
GOX oxyde de manière irréversible le β-D-glucose en glucono-δ-lactone, qui est immédiatement converti en acide gluconique en présence d'eau. En plus du glucose, il oxyde un certain nombre de molécules d'aldose telles que le α-D-glucose, le mannose, le xylose et le galactose.2
L'ajout de GOX aux systèmes à base de levure crée des conditions oxydantes qui favorisent la formation d'un réseau polymérique supérieur ou plus développé grâce à l'un ou à une combinaison des mécanismes suivants :3
Oxydation des groupes sulfhydryle (SH) et formation de quantités plus élevées de liaisons disulfure (S–S) qui réunissent des chaînes protéiques distinctes.
2R–SH (2 résidus de cystéine de chaînes protéiques séparées) + H2O2 de GOX → R–S–S–R’ (les molécules de cystéine relient et rassemblent les chaînes protéiques)
Reticulation (agrégation) de protéines sans disulfure par formation de ponts de dityrosine entre des chaînes formant du gluten distinctes.
Ceci est possible grâce à l'oxydation des résidus de tyrosine. Ce mécanisme est très apprécié dans les formulations sans gluten riches en protéines d'œuf.
Gélification d'oxyde de WE-AX bénéfiques qui renforce encore la matrice gluten-amidon.
Les résidus d'acide férulique relient les chaînes AX adjacentes en formant des ponts d'acide diférulique.
Lors de l'ajout de GOX aux formulations de pain et de petits pains, l'objectif ultime est de produire du peroxyde d'hydrogène H2O2 et de créer les conditions oxydantes nécessaires qui fournissent les effets de renforcement de la pâte.
Fabrication commerciale
La production à grande échelle de GOX repose sur la fermentation et le traitement en aval à l'aide de la biotechnologie moderne.
L'enzyme est typiquement obtenue à partir de sources fongiques, telles que Aspergillus oryzae ou Penicillium chrysogenum.
Le schéma suivant résume la production commerciale de GOX :
La production commerciale de glucose oxydase.
Application
L'ajout de GOX crée une pâte plus solide qui donne les résultats suivants :
Volume de pain plus élevé
Adhérence réduite de la pâte grâce à l'effet desséchant en surface du peroxyde d'hydrogène
Ressort de four supérieur et rétention de gaz
Structure de miettes améliorée (plus uniforme et plus serrée)
Tolérance accrue à la surimperméabilisation et à la coalescence des bulles de gaz en raison d'arrêts de ligne inattendus
Utilisation réduite de gluten de blé vital
Absorption d'eau légèrement augmentée
Comme toute autre enzyme, la fonctionnalité de GOX dans l'industrie de la boulangerie est affectée par la température, le pH, la force ionique et le niveau d'humidité dans la pâte impactée par l'hydratation de la farine.
Comme le GOX nécessite à la fois de l'oxygène et du glucose, son effet de renforcement sur la rhéologie en vrac de la pâte se produit principalement pendant le mélange, où l'oxygène n'est pas limité.
Les étapes ultérieures du processus de panification de la glucose oxydase, telles que la levée et la cuisson, la vitesse de réaction et la fonctionnalité GOX ne sont pas encore entièrement comprises.
La glucose oxydase est raisonnable de supposer que l'action GOX s'arrête rapidement après le mélange car l'oxygène incorporé sous forme d'air pendant le mélange est rapidement consommé par la levure.
Régulation
GOX est GRAS (généralement reconnu comme sûr) et considéré comme un auxiliaire de transformation des aliments selon le Codex Alimentarius.
La FDA réglemente leur origine (compatible avec les aliments) et établit des limites à leur utilisation (le cas échéant) sur la base des BPF.
L'optimisation de la communication électrique entre les enzymes et les électrodes est essentielle dans le développement de biocapteurs, de biopiles enzymatiques et d'autres applications bioélectrocatalytiques.
Une approche pour remédier à cette limitation est la fixation de médiateurs ou de relais redox aux enzymes. Nous rapportons ici une simple modification génétique d'une enzyme glucose oxydase pour afficher un groupe thiol libre près de son site actif.
La glucose oxydase facilite la fixation spécifique au site d'une nanoparticule d'or modifiée par maléimide à l'enzyme, ce qui permet une communication électrique directe entre l'enzyme conjuguée et une électrode.
La glucose oxydase présente un intérêt particulier dans les applications de biopiles et de biocapteurs, et l'approche consistant à « précâblage » des conjugués enzymatiques d'une manière spécifique au site sera précieuse dans le développement continu de ces systèmes.
Notes d'application
La glucose oxydase peut être utilisée dans la détermination enzymatique du D-glucose en solution.
Comme la glucose oxydase oxyde le β-D-glucose en D-gluconolactate et en peroxyde d'hydrogène, la peroxydase de raifort est souvent utilisée comme enzyme de couplage pour la détermination du glucose.
Bien que la glucose oxydase soit spécifique du -D-glucose, les solutions de D-glucose peuvent être quantifiées car le α-D-glucose subira une mutation en β-D-glucose lorsque le -D-glucose est consommé par la réaction enzymatique. La glucose oxydase est largement utilisée dans les industries alimentaires et pharmaceutiques ainsi qu'un composant majeur des biocapteurs de glucose.
Déclaration d'utilisation
Sauf indication contraire, les produits de MP Biomedical sont uniquement destinés à la recherche ou à la fabrication, et non à un usage humain direct.
Pour plus d'informations, veuillez contacter notre service client.
Applications clés
Enzymes | Inhibiteurs | Substrats
UGS 02195196-CF
Noms alternatifs β-D-Glucose : oxygène 1-oxydoréductase ; Dieu.; Gox
Notes d'application
La glucose oxydase peut être utilisée dans la détermination enzymatique du D-glucose en solution. Comme la glucose oxydase oxyde le β-D-glucose en D-gluconolactate et en peroxyde d'hydrogène, la peroxydase de raifort est souvent utilisée comme enzyme de couplage pour la détermination du glucose. Bien que la glucose oxydase soit spécifique du -D-glucose, les solutions de D-glucose peuvent être quantifiées car le α-D-glucose subira une mutation en β-D-glucose lorsque le -D-glucose est consommé par la réaction enzymatique. La glucose oxydase est largement utilisée dans les industries alimentaires et pharmaceutiques ainsi qu'un composant majeur des biocapteurs de glucose.
Numéro de catalogue de base 195196
Actions physiologiques biochimiques La glucose oxydase catalyse l'oxydation du -d-glucose en d-glucono-β-lactone et en peroxyde d'hydrogène, avec l'oxygène moléculaire comme accepteur d'électrons.
N° CAS 9001-37-0
Numéro CE 232-601-0
Coefficient d'extinction 16,7 (280 nm) (bibliographie)
Format Poudre lyophilisée
Mentions de danger H334
Point isoélectrique 4.2 (bibliographie)
Point de fusion 83 °C
Poids moléculaire 180.156 g/mol
Équipement de protection individuelle Masque anti-poussière, Écrans oculaires, Écrans faciaux, Gants
Numéro RTECS RQ8452000
Symbole de sécurité GHS08
Solubilité Hydrosolubilité1200000 mg/L (à 30 °C)
Source Aspergillus niger
Activité spécifique > 100 u/mg de matière
Définition de l'unité Une unité de glucose oxydase est l'activité qui provoque la libération de 1 micromole de glucose par minute à 25 °C et à pH 7,0 dans les conditions spécifiées.
Déclaration d'utilisation Sauf indication contraire, les produits de MP Biomedical sont uniquement destinés à la recherche ou à la fabrication, et non à un usage humain direct. Pour plus d'informations, veuillez contacter notre service client.
Synonymes
AldO,
bêta-D-glucose oxydase,
bêta-D-glucose oxygène-1-oxydoréductase,
bêta-D-glucose/oxygène 1-oxydoréductase,
bêta-D-glucose : oxygène 1-oxydoréductase,
bêta-D-glucose :O2 1-oxydoréductase,
bêta-D-glucose :O2-1-oxydoréductase,
bêta-D-glucose:oxygène 1-oxydo-réductase,
bêta-D-glucose:oxygène 1-oxydoréductase,
bêta-D-glucose:oxygène oxydoréductase
La glucose oxydase, une enzyme alimentaire, la glucose oxydase (β-d-glucose:oxygène 1-oxydoréductase; EC 1.1.3.4) est produite avec une souche ZGL d'Aspergillus niger génétiquement modifiée par DSM Food Specialties B.V.. Les modifications génétiques ne soulèvent pas de problèmes de sécurité.
L'enzyme alimentaire glucose oxydase est exempte de cellules viables de l'organisme de production et d'ADN recombinant.
Glucose Oxydase La glucose oxydase est destinée à être utilisée dans les processus de cuisson.
Sur la base des doses maximales d'utilisation, l'exposition alimentaire aux enzymes alimentaires-solides organiques totaux (STO) a été estimée à 0,004 mg TOS/kg de poids corporel (pc) par jour.
Des études de toxicité de la glucose oxydase ont été réalisées avec une asparaginase d'A. niger (souche ASP).
Le Glucose Oxidase Panel a considéré cette enzyme comme un substitut approprié à utiliser dans les études toxicologiques, car elles dérivent de la même souche receveuse, l'emplacement des inserts est comparable, aucun insert partiel n'était présent et les méthodes de production sont essentiellement les mêmes.
Les tests de génotoxicité n'ont pas soulevé de problème de sécurité.
La toxicité systémique de la glucose oxydase a été évaluée au moyen d'une étude de toxicité orale à doses répétées de 90 jours chez le rat.
Le groupe Glucose Oxidase a identifié une dose sans effet nocif observé (NOAEL) à la dose la plus élevée de 1 038 et 1 194 mg TOS/kg de poids corporel par jour (pour les mâles et les femelles, respectivement) qui, par rapport à l'exposition alimentaire estimée, entraîne une marge d'exposition (MoE) (d'au moins 260 000).
La similarité de la séquence d'acides aminés avec celle des allergènes connus a été recherchée et une correspondance a été trouvée.
Le groupe Glucose Oxidase a estimé que, dans les conditions d'utilisation prévues, le risque de sensibilisation allergique et de réactions de déclenchement par exposition alimentaire ne peut être exclu, mais la probabilité de se produire est considérée comme faible.
Sur la base des données fournies, le groupe scientifique a conclu que cette enzyme alimentaire ne soulève pas de problèmes de sécurité dans les conditions d'utilisation prévues.
La conversion du saccharose en fructose et acide gluconique utilisant l'invertase, la glucose oxydase et la catalase a été étudiée par des procédés discontinus (ajout séquentiel ou simultané des enzymes) et continu (ajout simultané des enzymes dans un réacteur membranaire d'ultrafiltration de 100 kDa).
Les paramètres suivants ont été modifiés : concentration d'enzymes, concentration initiale de substrats (saccharose et glucose), pH, température et vitesse d'alimentation (pour un procédé continu).
Le rendement de conversion le plus élevé (100 %) a été atteint grâce au procédé discontinu (batch) réalisé à pH 4,5 et 37 ºC par l'ajout séquentiel d'invertase (14,3 U), de glucose oxydase (10 000 U) et de catalase (59 000 U).
Ici, nous démontrons une thérapie ciblée contre le cancer à médiation par la glucose oxydase (GOx) par une vésicule auto-assemblée d'amphiphile biotinylé à base d'acide trimésique (TMB).
Les vésicules de TMB ont piégé GOx et tué sélectivement les cellules cancéreuses (HeLa, B16F10), avec une efficacité ∼ 6 fois supérieure à celle des cellules non cancéreuses (CHO, NIH3T3), en bloquant l'apport énergétique aux tumeurs par l'oxydation du glucose intracellulaire.
Depuis sa découverte en 1928, la glucose oxydase (GOx) est toujours l'une des enzymes les plus étudiées dans le monde en raison de ses diverses applications industrielles.
GOx peut être utilisé pour le blanchiment des textiles, dans l'industrie alimentaire et boulangère ou pour la production d'acide gluconique par exemple.
L'application la plus connue de la glucose oxydase est son utilisation dans les capteurs de glucose quotidiens et continus pour la gestion du diabète.
GOx peut également trouver des applications dans les biopiles glucose/O2 ou les capteurs d'auto-alimentation.
L'histoire des capteurs de glucose électrochimiques est bien documentée et a été récemment examinée ailleurs.
Les plus grands avantages de la glucose oxydase par rapport aux autres sucres enzymes pour les applications bioélectrochimiques sont sa haute spécificité pour le glucose, son faible potentiel redox (~ -0,42 V contre Ag/AgCl à pH 7,4) et sa bonne thermostabilité.
Les trois inconvénients majeurs sont la production de H2O2 lors de la demi-réaction oxydative qui peut diminuer la stabilité des enzymes, la compétition entre O2 et les médiateurs redox pour les électrons GOx et le fait que le centre redox actif dans GOx natif est profondément enfoui dans la protéine empêchant le transfert direct d'électrons (DET) aux surfaces des électrodes.
Divers efforts ont été déployés pour résoudre ces problèmes se concentrent principalement sur l'augmentation des surfaces d'électrodes pour améliorer les densités de courant/puissance et/ou l'amélioration de la communication électrique entre le site redox de GOx et les surfaces d'électrodes.
Tant de stratégies diverses, plus ou moins réussies, ont été rapportées qu'il est impossible de résumer ces méthodes.
L'ingénierie enzymatique a également été utilisée pour améliorer l'activité spécifique, l'affinité du glucose et la sensibilité à l'O2 de GOx, y compris le criblage à ultra-haut débit.
Mais, la plupart de ces efforts ont été effectués en solution homogène en utilisant O2 comme accepteur d'électrons et ne conviennent pas aux applications électrochimiques.
De plus, d'autres paramètres tels que l'interaction entre les médiateurs GOx et redox n'ont pas été pris en compte.
Très peu de rapports décrivent la réingénierie spécifique de GOx pour des applications électrochimiques et font l'objet de cette revue.
Cette revue n'est pas une revue sur l'utilisation de la glucose oxydase dans les biocapteurs et les biopiles ni une revue sur les matériaux d'électrode ou les médiateurs redox développés pour rendre ces capteurs/anodes de glucose plus efficaces.
Ces sujets ont été résumés à diverses occasions.
(Tableau 1) Il s'agit plutôt d'un examen de la glucose oxydase et de la manière dont elle peut être conçue de manière rationnelle ou non pour mieux servir les capteurs de glucose/piles à biocombustible.
Cette revue commencera d'abord par une brève présentation de la glucose oxydase, de ses propriétés et de sa structure.
Ensuite, je discuterai des quelques rapports visant à réorganiser la glucose oxydase par des stratégies d'évolution rationnelles/semi-rationnelles ou dirigées pour des applications électrochimiques améliorées.
En particulier, le type d'ingénierie/mutations effectuées pour augmenter le taux de transfert d'électrons entre les surfaces GOx et les électrodes et pour diminuer la sensibilité à l'O2 de l'enzyme sera présenté.
Synonyme(s)
Aéro-glucose déshydrogénase
Glucose Aérodéshydrogénase
Glucose Oxyhydrase
Notatine
Classes fonctionnelles
Antioxydant
glucose oxyhydrase;
corylophylline;
pénatine;
glucose aérodéshydrogénase;
microcide;
-D-glucose oxydase;
D-glucose oxydase;
D-glucose-1-oxydase;
β-D-glucose:quinone oxydoréductase;
glucose oxyhydrase; désoxine-1;
DIEU;
l'enzyme glucose oxydase; GOx ; notation;
glucose oxydase
Divers
Cette enzyme est largement utilisée pour la détermination du glucose dans les fluides corporels et pour éliminer le glucose ou l'oxygène résiduel des aliments et des boissons. En outre, les moisissures productrices de glucose oxydase telles que les espèces aspergillus et penicillium sont utilisées pour la production biologique d'acide gluconique.
Activité enzymatique : autres activités
Numéro CE : Glucose oxydase : 1.1.3.4,
Catalase : 1.11.1.16
Numéro CAS : Glucose oxydase : 9001-37-0,
Catalase : 9001-05-2
Synonymes : Glucose oxydase : glucose oxydase ; bêta-D-glucose:oxygène 1-oxydoréductase,
Catalase : peroxyde d'hydrogène : peroxyde d'hydrogène oxydoréductase
Source : Eucaryote
Concentration : Glucose oxydase (12 000 U) plus Catalase (300 000 U) par flacon
Expression : Purifié à partir d'une source eucaryote
Spécificité : Catalyse les réactions :
(1) D-Glucose + O2 + H20 = D-Gluconate + H2O2
(2) 2H2O2 = 2H2O + O2
Activité spécifique : Glucose oxydase (12 000 U) plus Catalase (300 000 U) par flacon
Optima de température : 30oC
pH optimal : 7
Exemples d'application : À utiliser pour éliminer l'excès de glucose en conjonction avec le kit de dosage saccharose/glucose (K-SUCGL) et le kit de dosage Fructan HK (K-FRUCHK).
L'inactivation thermique de la glucose oxydase (GOD ; β-d-glucose : oxygène oxydoréductase), d'Aspergillus niger, a suivi une cinétique de premier ordre en absence et en présence d'additifs.
Des additifs tels que le lysozyme, le NaCl et le K2SO4 ont augmenté la demi-vie de l'enzyme de 3,5, 33,4 et 23,7 fois respectivement, par rapport à sa valeur initiale à 60 °C.
L'énergie d'activation est passée de 60,3 kcal mol-1 à 72,9, 76,1 et 88,3 kcal mol-1, tandis que l'entropie d'activation est passée de 104 à 141, 147 et 184 cal·mol-1·deg-1 en présence de 7,1 × 10–5 m de lysozyme, 1 m de NaCl et 0,2 m de K2SO4, respectivement.
Le dépliement thermique de la glucose oxydase de GOD dans la plage de températures de 25 à 90 °C a été étudié à l'aide de mesures de dichroïsme circulaire à 222, 274 et 375 nm.
La chromatographie d'exclusion stérique a été utilisée pour suivre l'état d'association de l'enzyme et la dissociation de FAD de GOD. Le point médian pour l'inactivation thermique de l'activité résiduelle et la dissociation des FAD était de 59 °C, tandis que le point médian correspondant pour la perte de structure secondaire et tertiaire était de 62 °C.
La dissociation du FAD de l'holoenzyme était responsable de l'inactivation thermique de GOD.
La nature irréversible de l'inactivation de la glucose oxydase a été causée par un changement dans l'état d'association de l'apoenzyme.
La dissociation de la glucose oxydase du FAD a entraîné la perte de la structure secondaire et tertiaire, conduisant au dépliement et à l'agrégation non spécifique de la molécule d'enzyme en raison des interactions hydrophobes des chaînes latérales. Cela a confirmé le rôle critique de FAD dans la structure et l'activité.
L'oxydation de la cystéine n'a pas contribué à l'agrégation non spécifique.
La stabilisation de la glucose oxydase de l'enzyme par le NaCl et le lysozyme était principalement le résultat de la neutralisation de la charge. Le K2SO4 a amélioré la stabilité thermique en renforçant principalement les interactions hydrophobes et a fait de l'holoenzyme une structure dimère plus compacte.
La glucose oxydase (β-d-glucose:oxygène-oxydoréductase, EC 1.1.3.4) d'Aspergillus niger est une flavoprotéine qui catalyse l'oxydation du β-d-glucose en d-glucono-δ-lactone et en peroxyde d'hydrogène, en utilisant l'oxygène moléculaire comme l'accepteur d'électrons. Glucose oxydase (Dieu)
Les abréviations de glucose oxydase utilisées sont : GOD, glucose oxydase ; ANS, acide 8-anilino-1-naphtalènesulfonique; DTNB, acide 5,5'-dithiobis-(2-nitrobenzoïque); HPLC, chromatographie liquide haute performance.
trouve une application dans l'industrie alimentaire et de la fermentation en plus d'être un outil analytique dans les biocapteurs pour les applications médicales et la surveillance environnementale.
La protéine glucose oxydase est un dimère de deux sous-unités identiques d'un poids moléculaire de 160 000.
Le dimère de glucose oxydase contient deux liaisons disulfure, deux groupes sulfhydryle libres et deux molécules FAD (étroitement liées) non liées de manière covalente à l'enzyme.
Le dimère de glucose oxydase a un degré élevé de localisation des charges négatives sur la surface de l'enzyme et l'interface du dimère.
Les cofacteurs de la glucose oxydase flavine sont responsables des propriétés d'oxydoréduction de l'enzyme.
Dans des conditions dénaturantes, les sous-unités de GOD se dissocient accompagnées de la perte du cofacteur FAD.
Divers additifs tels que des sels, des alcools monohydriques et polyhydriques et des polyélectrolytes ont été utilisés pour augmenter la stabilité thermique de GOD.
L'efficacité des additifs dépendait de la nature de l'enzyme, de son caractère hydrophobe/hydrophile et du degré de son interaction avec les additifs.
L'agrégation, le principal facteur causal de l'inactivation de la glucose oxydase, pourrait être évitée en modifiant le microenvironnement de l'enzyme.
La stabilité thermique de la glucose oxydase de GOD à 60 ° C pourrait être augmentée en incorporant du lysozyme comme additif pendant l'immobilisation.
Le rôle de la glucose oxydase joué par la complémentarité des charges de surface de l'enzyme et du lysozyme est apparu crucial dans la stabilisation de la GOD.
La présence de glucose oxydase d'ions sels (principalement sulfate) est connue pour augmenter la stabilité des conformations repliées des protéines.
Les détails du mécanisme ne sont pas encore complètement compris, en partie à cause de la présence de plusieurs interactions intra- et intermoléculaires dans les protéines qui peuvent ou non être stabilisées par le sulfate.
La lumière reste à faire sur le mécanisme d'inactivation thermique de DIEU, malgré plusieurs tentatives pour améliorer sa stabilité.
Une compréhension du mécanisme d'inactivation thermique de GOD pourrait conduire à une thermostabilisation de l'enzyme à l'aide d'additifs appropriés.
Avec cet objectif, des expériences ont été menées sur l'effet de certains additifs sélectionnés sur la stabilité thermique de GOD.
En plus du lysozyme, que nous avons trouvé plus tôt pour augmenter la stabilité de GOD, deux autres sels, NaCl et K2SO4, qui sont communément connus pour stabiliser les enzymes par des interactions ioniques et hydrophobes, respectivement, ont été sélectionnés pour les études de stabilité thermique rapportées ici.
Le mécanisme d'inactivation et l'effet des additifs sur la stabilité thermique de l'enzyme ont été suivis par une cinétique d'inactivation, des mesures spectroscopiques et une chromatographie d'exclusion stérique.
Comment utiliser la Glucose Oxydase ? La glucose oxydase (GO) est utilisée dans les réactifs de laboratoire de glucose liquide et en poudre, les bandelettes de test d'urine, les bandelettes colorimétriques de glycémie et les biocapteurs pour la surveillance de la glycémie.
Qu'est-ce qui fait de BBI l'un des principaux fabricants de glucose oxydase ?
Avec plus de 60 ans d'expérience dans la fourniture de matières premières critiques à l'industrie du diagnostic, BBI Solutions (BBI) est reconnu comme l'un des principaux fournisseurs mondiaux d'enzymes de haute qualité pour les applications de biocapteurs.
La Glucose Oxydase de BBI est testée, testée et prouvée pour fonctionner dans plus de 5 milliards de bandelettes de test chaque année.
L'activité et la stabilité élevées de notre GO signifie que vous utilisez moins d'enzymes par bande - réduisant les coûts, tout en augmentant la vitesse, la précision et la longévité de la bande, et c'est une matière première éprouvée, qui réduit le temps de validation.
Nos procédures de fabrication, qui ont été développées et optimisées depuis de nombreuses années, garantissent un produit de la plus haute qualité, stabilité et cohérence d'un lot à l'autre, offrant aux fabricants de capteurs et de réactifs une gamme de produits Glucose Oxidase aux performances éprouvées.
1. La réaction catalysée par la glucose oxydase d'Aspergillus niger était nettement inhibée par Ag+, Hg++, Cu++, PCMB et PMA, mais pas par les réactifs SH non métalliques, tels que NEM, IA et IAA. Aucun groupe sulfhydryle n'a été détecté dans la protéine enzymatique par titrage spectrophotométrique avec PCMB et NEM. Des spectres de différence caractéristiques dus à l'absorption par la fraction FAD de l'enzyme ont été obtenus lors de l'ajout d'Ag+, Hg++, Cu++, PCMB et PMA aux solutions enzymatiques, tandis qu'aucun changement spectral n'a été observé lors de l'ajout d'autres ions métalliques et NEM, ce qui pas inhiber la réaction enzymatique.
2. D'après les études par cinétique globale de réaction et la « méthode d'écoulement », il a été confirmé que les ions Ag+ et Hg++ inhibent l'oxydation du fragment FAD réduit, en compétition avec l'oxygène moléculaire utilisé comme accepteur d'hydrogène.
Alors que l'ion Ag+ n'a pas inhibé la réduction de la fraction FAD, l'ion Hg++ a plus ou moins inhibé la réduction décrite ci-dessus.
Il a été suggéré qu'il existe une interaction, probablement par encombrement stérique, entre le substrat et l'ion Hg++ pour la liaison à la molécule d'enzyme.
A partir des données cinétiques obtenues en présence à la fois des ions Ag+ et Hg++, il a été conclu que les sites de liaison de ces deux types d'ions métalliques sur la molécule d'enzyme sont différents.
Résumé
La localisation subcellulaire de la glucose oxydase dans Aspergillus niger N400 a été étudiée par des méthodes (immuno)cytochimiques.
Par ces méthodes, la majeure partie de l'enzyme s'est avérée être localisée dans la paroi cellulaire.
Ajout de glucose oxydase, quatre catalases différentes ont été démontrées par électrophorèse sur gel de polyacrylamide non dénaturant d'extraits bruts de cellules induites et non induites.
La comparaison des extraits de protoplastes et de mycélium a indiqué que, de deux catalases constitutives, l'une est située à l'extérieur de la membrane cellulaire tandis que l'autre est intracellulaire.
Parallèlement à l'induction de la glucose oxydase, deux autres catalases sont également induites, l'une localisée en intracellulaire et l'autre en extracellulaire.
De plus, l'activité lactonase, catalysant l'hydrolyse de la glucono-δ-lactone en acide gluconique, s'est avérée être exclusivement située à l'extérieur de la membrane cellulaire, indiquant que la formation de gluconate dans A. niger se produit de manière extracellulaire.
La glucose oxydase est fermentée par les souches améliorées à l'aide d'une technique de fermentation liquide submergée et produite par une technique de post-traitement avancée.
La glucose oxydase est une sorte de nouvel additif alimentaire vert qui protège et favorise la santé intestinale, favorise la digestion et l'absorption des nutriments, inhibe les mycotoxines, élimine les toxines et améliore les performances de production de la volaille et du bétail.
écemment, les programmes de dépistage du diabète ont suscité un intérêt croissant et plusieurs méthodes de dépistage différentes ont été préconisées.1 Les résultats des programmes de dépistage diffèrent considérablement selon l'âge, le poids et les antécédents familiaux du groupe dépisté ; sur le type, la technique et les normes de dépistage ; sur l'étendue de l'évaluation diagnostique; et sur les critères de diagnostic du diabète sucré utilisés dans le programme.1a
Bien qu'il existe un désaccord quant au choix d'une procédure de dépistage, certains principes généraux sont acceptables pour la plupart des autorités.1e
Glucose Oxidase est généralement reconnu que, bien que le test de tolérance au glucose soit la procédure idéale, il est trop coûteux et trop compliqué pour la plupart des programmes à grande échelle.
La combinaison d'un test de glycémie urinaire et d'un test de glycémie post-prandiale est considérée comme l'une des méthodes les plus efficaces, mais elle a une application limitée en raison de la nécessité d'obtenir un échantillon de sang.
La glucose oxydase est utilisée dans le dosage enzymatique du D-glucose en solution (1).
La glucose oxydase oxyde le β-D-glucose en D-gluconolactate et en peroxyde d'hydrogène. La peroxydase de raifort est ensuite utilisée comme enzyme de couplage pour la détermination du glucose.
Bien que la glucose oxydase soit spécifique du -D-glucose, les solutions de D-glucose peuvent être quantifiées car le α-D-glucose subira une mutation en β-D-glucose lorsque le -D-glucose est consommé par la réaction enzymatique.
Californie. 300 U/mg de protéine.
Définition de l'unité : 1 U catalyse l'oxydation de 1 µmole de glucose en acide glucuronique par minute à 25 °C, pH 7 couplée à de la peroxydase et de l'o-dianisidine.
Activités étrangères : Amylase, saccharase et maltase inférieure à 0,05 % ; DIEU/catalase min. 2000.
Aperçu
Oxidoréductase qui catalyse la conversion du D-glucose en D-glucono-1,5-lactone qui s'hydrolyse spontanément en gluconate.
Application
Utilisez la Glucose Oxydase (GOD), Grade I pour la détermination de l'α-amylase et du D-glucose ou de l'O2.
Propriétés
Nomenclature : β-D-glucose:oxygène 1-oxydoréductase
Poids moléculaire : 79 kD
Point isoélectrique : 4,3
Constantes de Michaelis (Glucose) :
Tampon acétate, pH 5,0, +25°C : 3,6 x 10-2 mol/L
Tampon phosphate de potassium, 0,2 mol/L, pH 7,5, +25°C : 4,8 x 10-2 mol/L
Inhibiteurs : Ag+, Hg2+, Cu2+, 4-chloromercuribenzoate, D-arabinose (50%). La liaison FAD est inhibée par plusieurs nucléotides.
pH optimum : 7,0 (voir figure)
Dépendance à la température : voir figure
Stabilité du pH : voir figure
Stabilité thermique : voir figure
Spécificité : la glucose oxydase est spécifique du -D-glucose. L'O2 peut être remplacé par des accepteurs d'hydrogène tels que le 2,6-dichlorophénol indophénol.
Caractéristiques
Aspect : Lyophilisat jaunâtre
Conductivité (1%, w/v): ≤250 μS/cm
Activité (+25°C, glucose) : ≥300 U/mg de lyophilisat
Contaminants (exprimés en pourcentage d'activité de la glucose oxydase) :
Amylase : ≤0,01
Catalase : ≤0,5
Saccharase : ≤0,01
Stabilité : De +2 à +8°C dans la plage de spécification pendant 24 mois. Conserver au sec.
Avis de non-responsabilité réglementaire
Pour un traitement ultérieur uniquement.
