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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.
La glucose oxydase est une enzyme naturellement produite par certains champignons et bactéries, tels que les espèces Aspergillus niger et Penicillium, et elle joue un rôle essentiel dans les processus biochimiques en catalysant l'oxydation du glucose en glucono delta-lactone et en peroxyde d'hydrogène.
Numéro CAS : 9001-37-0
Numéro EINECS : 232-601-0
Synonymes : notatin ; oxydaseglucose ; 1.1.3.4; BÊTA-D-GLUCOSE : OXYGÈNE 1-OXYDORÉDUCTASE ; BÊTA-D-GLUCOSE : OXYGÈNE 1-OXYDORÉDUCTASE DE TYPE II ;BÊTA-D-GLUCOSE : OXYGÈNE 1-OXYDORÉDUCTASE DE TYPE II-S ; BÊTA-D-GLUCOSE : OXYGÈNE 1-OXYDORÉDUCTASE DE TYPE VII ;BÊTA-D-GLUCOSE : OXYGÈNE 1-OXYDORÉDUCTASE DE TYPE X-S
La glucose oxydase, 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.
Cette enzyme fonctionne en se liant spécifiquement aux molécules de glucose et, par une réaction d'oxydation qui nécessite de l'oxygène moléculaire, convertit le glucose en un composé moins réactif tout en réduisant simultanément l'oxygène en peroxyde d'hydrogène, qui a des propriétés antimicrobiennes.
La glucose oxydase, également connue sous le nom de notatine, est une enzyme sécrétée synthétisée principalement dans plusieurs espèces d'insectes et de champignons, tels que les espèces Aspergillus et Penicillium, qui oxyde le glucose en glucolactone, convertissant l'oxygène en peroxyde d'hydrogène dans le processus.
La glucose oxydase est largement utilisée dans le diagnostic pour mesurer la quantité de glucose dans les fluides corporels, ce qui a rendu la mesure du glucose rapide, facile et peu coûteuse, ce qui permet de réduire une variété de complications du diabète puisque des mesures peuvent être prises si le taux de glucose est testé au-delà de la norme.
En outre, au cours des dernières années, les oxydases de glucose sont devenues commercialement essentielles dans divers domaines, qui peuvent être appliquées dans les industries chimiques, pharmaceutiques, alimentaires, des boissons et autres.
Produit par fermentation contrôlée d'Aspergillus niger var. sous forme de solution jaune à brune ou de poudre jaune à beige ou blanc cassé.
Soluble dans l'eau, les solutions étant jaune clair à brune, mais pratiquement insoluble dans l'alcool, le chloroforme ou l'éther.
En raison de sa capacité à catalyser cette réaction de manière efficace et sélective, la glucose oxydase est largement utilisée dans diverses industries, notamment la production alimentaire, la biotechnologie et le diagnostic médical.
Dans l'industrie alimentaire, par exemple, il est utilisé pour éliminer l'oxygène des aliments et des boissons emballés afin d'améliorer la durée de conservation et de prévenir la détérioration causée par les réactions oxydatives, préservant ainsi la fraîcheur et la qualité du produit sur de longues périodes.
Dans les applications médicales et cliniques, la glucose oxydase est un composant clé de nombreux appareils de surveillance de la glycémie, où elle aide à mesurer avec précision les niveaux de glucose dans les échantillons de sang en générant un signal électrique proportionnel à la concentration de glucose, ce qui la rend indispensable pour la gestion du diabète.
L'utilisation de la glucose oxydase dans les biocapteurs tire parti de la spécificité de l'enzyme et de sa capacité à produire des sous-produits mesurables au cours de la réaction enzymatique.
La glucose oxydase est également utilisée dans les laboratoires de biotechnologie et de recherche pour divers tests biochimiques et dans les piles à biocombustible en tant que biocatalyseur en raison de sa capacité à convertir le glucose en énergie électrique de manière contrôlée.
Cette polyvalence est complétée par la stabilité relative de l'enzyme dans différentes conditions, ce qui en fait un outil précieux dans les environnements industriels et scientifiques.
Densité : 1,00 g/mL à 20 °C
Pression de vapeur : 0,004 Pa à 25 °C
Température de stockage : -20 °C
Solubilité : tampon phosphate 0,1 M, pH 7,0 : 5 mg/mL
Forme : Solution (clair)
Couleur : Jaune
pH : 4,5
Numéro Merck : 14 4460
Activité spécifique : 2 000 à 10 000 unités/g de solide (sans oxygène ajouté)
Stabilité : Stable. Incompatibles avec les agents oxydants puissants. Protéger de l'humidité.
LogP : -1,3 à 20 °C
La glucose oxydase est une enzyme oxydoréductase qui catalyse spécifiquement l'oxydation du β-D-glucose en glucono-δ-lactone tout en réduisant simultanément l'oxygène moléculaire en peroxyde d'hydrogène, une réaction qui joue un rôle important à la fois dans les voies métaboliques naturelles et dans diverses applications technologiques.
Cette enzyme est principalement dérivée de sources fongiques, en particulier des espèces Aspergillus niger et Penicillium, où elle participe au mécanisme de défense de l'organisme en produisant du peroxyde d'hydrogène, qui agit comme un agent antimicrobien naturel pour inhiber les micro-organismes concurrents.
D'un point de vue structurel, la glucose oxydase est une flavoprotéine dimérique qui contient de la flavine adénine dinucléotide (FAD) comme groupe prothétique, qui est essentiel à son activité catalytique.
La spécificité de l'enzyme vis-à-vis du glucose lui permet de fonctionner efficacement dans les systèmes biologiques et les processus industriels sans réactivité croisée avec d'autres sucres, ce qui la rend très précieuse dans les technologies de biochimie analytique et de biodétection.
La glucose oxydase est fréquemment utilisée pour améliorer la qualité et la durée de conservation des produits en piégeant l'oxygène, ce qui réduit l'oxydation et la détérioration d'articles tels que les produits de boulangerie, les jus de fruits et les boissons.
En éliminant l'oxygène, il aide à prévenir la dégradation des saveurs, des couleurs et des nutriments, améliorant ainsi les propriétés sensorielles et nutritionnelles globales des produits alimentaires.
Plusieurs espèces de champignons et d'insectes synthétisent la glucose oxydase, qui produit du peroxyde d'hydrogène, qui tue les bactéries.
La notatine extraite de cultures antibactériennes de Penicillium notatum, était à l'origine nommée 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, des 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 salmonella, et causait de graves lésions tissulaires à certaines doses.
La glucose oxydase est également produite par les glandes hypopharyngées des ouvrières et déposée dans le miel où elle agit comme un conservateur naturel.
Le GOx à la surface du miel réduit l'O2 atmosphérique en peroxyde d'hydrogène (H2O2), qui agit comme une barrière antimicrobienne.
La glucose oxydase joue un rôle crucial dans le développement de biocapteurs de glucose qui sont largement utilisés dans le diagnostic médical, en particulier pour surveiller la glycémie chez les patients diabétiques.
Ces biocapteurs reposent sur la capacité de l'enzyme à produire du peroxyde d'hydrogène proportionnellement à la concentration de glucose, qui est ensuite détecté quantitativement par des méthodes électrochimiques, colorimétriques ou fluorométriques, ce qui permet une mesure rapide et précise du glucose, essentielle à la gestion des maladies.
Une enzyme disponible dans le commerce sous diverses marques ; catalyse l'oxydation du glucose en acide gluconique. Poudre amorphe soluble dans l'eau.
Élimine l'excès d'oxygène des aliments en conserve, de la bière, etc., et des aliments stockés.
Dans la nature, les enzymes glucose oxydase (GOx) ou glucose déshydrogénase (GDH) sont utilisées comme biocapteurs pour les glucomètres.
La glucose oxydase catalyse l'oxydation du β-d-glucose en d-glucono-β-lactone et en peroxyde d'hydrogène, avec de l'oxygène moléculaire comme accepteur d'électrons.
La glucose oxydase, ou simplement GOX, est un type d'enzyme qui appartient au groupe des oxydoréductases.
La glucose oxydase a de nombreuses applications dans l'industrie alimentaire.
La glucose oxydase est devenue une partie des mélanges améliorants de farine et des conditionneurs de pâte.
Il s'agit d'une alternative clean label 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.
La glucose oxydase est utilisée dans les tests enzymatiques pour étudier le métabolisme du glucose et dans les systèmes enzymatiques couplés où la production de peroxyde d'hydrogène est exploitée pour d'autres réactions biochimiques.
Sa capacité à catalyser des réactions dans des conditions douces avec une spécificité élevée en fait un biocatalyseur idéal pour les applications de biologie synthétique et la technologie des piles à biocombustible, où il contribue à la conversion de l'énergie biochimique en énergie électrique.
Utilise:
La glucose oxydase est une enzyme utilisée pour aider à stabiliser une formulation.
La glucose oxydase peut également améliorer la sensation et l'état de la peau.
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 du carcinome rénal humain pour construire le modèle de stress oxydatif, pour étudier son influence dans la pâte sur les performances analytiques de la bioélectrode
Réactif analytique pour la détermination sélective du glucose.
Additif alimentaire pour l'élimination du glucose lors de la préparation des ovoproduits séchés.
Antioxydant dans les aliments et les emballages alimentaires. Stabilisant pour l'acide ascorbique et la vitamine B12.
La glucose oxydase est largement utilisée couplée à la réaction de la peroxydase qui visualise colorimétriquement le H2O2 formé, pour la détermination du glucose libre dans le sérum ou le plasma sanguin pour le diagnostic, à l'aide de tests spectrométriques manuels ou automatisés, et même de tests rapides au point d'utilisation.
Des dosages similaires permettent de surveiller les niveaux de glucose dans les bioréacteurs de fermentation, et de contrôler le glucose dans les matières premières végétales et les produits alimentaires.
Dans le dosage de la 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 à un chromogène pour produire un composé coloré qui peut être mesuré par spectroscopie.
Par exemple, le peroxyde d'hydrogène associé à 4 amino-antipyrène (4-AAP) et au phénol en présence de peroxydase donne un colorant quinoeimine rouge 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 au lieu de l'O2 pour absorber les électrons nécessaires à l'oxydation du glucose et produire un courant électronique proportionnel à la concentration de glucose.
Il s'agit de la technologie à l'origine des bandelettes de capteur de glucose jetables utilisées par les diabétiques pour surveiller les taux de glucose sérique.
Dans la fabrication, le GOx est utilisé comme additif grâce à ses effets oxydants : il incite à une pâte plus forte en cuisson, remplaçant les oxydants tels que 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 sec pour éviter le brunissement indésirable et le goût indésirable.
La glucose oxydase est largement utilisée dans l'industrie alimentaire pour améliorer la durée de conservation et la qualité des produits en catalysant l'élimination de l'oxygène dissous, ce qui aide à prévenir la détérioration oxydative, le rancissement et la décoloration des aliments emballés tels que les produits de boulangerie, les jus de fruits et les boissons, conservant ainsi leur fraîcheur, leur saveur et leur valeur nutritionnelle au fil du temps.
L'une des applications médicales les plus importantes de la glucose oxydase est celle des dispositifs de surveillance de la glycémie, où l'enzyme est incorporée dans des biocapteurs qui permettent une mesure précise et rapide de la glycémie chez les patients diabétiques ; Sa grande spécificité pour le glucose et sa capacité à générer un signal électrochimique proportionnel à la concentration de glucose en ont fait une pierre angulaire de la technologie d'autogestion du diabète dans le monde entier.
Dans les laboratoires de recherche et les applications biotechnologiques, la glucose oxydase est utilisée dans les tests enzymatiques pour quantifier les concentrations de glucose dans des échantillons biologiques tels que le sang, l'urine ou les produits alimentaires, à l'aide de méthodes colorimétriques ou électrochimiques, qui permettent aux scientifiques de surveiller les activités métaboliques, les réactions enzymatiques ou la qualité du produit avec une grande précision.
En raison de ses propriétés catalytiques, la glucose oxydase est largement utilisée comme biocatalyseur dans le développement de dispositifs bioélectroniques, y compris les biocapteurs et les piles à biocombustible, où elle facilite la conversion du glucose en énergie électrique, alimentant ainsi des sources d'énergie durables ou permettant des plateformes de biodétection très sensibles pour le diagnostic médical et la surveillance de l'environnement.
Le peroxyde d'hydrogène produit en tant que sous-produit lors de la réaction enzymatique catalysée par la glucose oxydase présente des effets antimicrobiens, ce qui rend l'enzyme précieuse dans les systèmes d'emballage alimentaire actifs conçus pour inhiber la croissance des bactéries, des moisissures et des levures, améliorant ainsi la sécurité alimentaire et réduisant le besoin de conservateurs synthétiques.
Dans l'industrie cosmétique, la glucose oxydase est parfois ajoutée aux formulations de soins de la peau pour sa capacité à générer du peroxyde d'hydrogène en quantités contrôlées, qui peut agir comme un agent antimicrobien et revitalisant doux, aidant potentiellement à la gestion des peaux à tendance acnéique ou soutenant la santé de la peau en réduisant la charge microbienne à la surface de la peau.
La glucose oxydase est également utilisée dans la fermentation industrielle et les processus biotechnologiques pour la production d'acide gluconique et de dérivés apparentés, qui sont précieux dans les additifs alimentaires, les produits pharmaceutiques et les agents de nettoyage en raison de leurs propriétés chélatantes, acidifiantes et conservatrices.
La recherche a exploré l'utilisation de la glucose oxydase comme agent de biocontrôle dans l'agriculture, où son activité enzymatique génère du peroxyde d'hydrogène qui peut supprimer les agents pathogènes des plantes et promouvoir la santé des plantes, offrant une alternative écologique aux pesticides chimiques dans les systèmes de lutte antiparasitaire intégrée.
Les capteurs à base de glucose oxydase sont utilisés dans la surveillance de l'environnement pour détecter le glucose ou des composés apparentés dans les eaux usées, le sol ou d'autres échantillons environnementaux, facilitant ainsi l'évaluation des niveaux de pollution, de l'activité microbienne ou des processus de biodégradation dans les écosystèmes.
Lors de la transformation des aliments, la glucose oxydase est utilisée pour modifier les niveaux de glucose dans les matières premières et les produits finis, comme dans la préparation de certains produits laitiers ou de formulations sans glucose, où un contrôle précis de la teneur en sucre est essentiel pour obtenir les textures, les saveurs et les profils nutritionnels souhaités.
Profil de sécurité :
La glucose oxydase, étant une enzyme protéique, peut agir comme un allergène, en particulier dans les milieux de travail où les travailleurs peuvent être exposés à sa forme en poudre ou en aérosol ; L'inhalation de poussières enzymatiques peut entraîner une sensibilisation respiratoire, provoquant des symptômes tels que l'asthme, la rhinite ou d'autres affections respiratoires allergiques, c'est pourquoi des mesures de protection appropriées telles que les masques et la ventilation sont cruciales lors de la fabrication et de la manipulation.
Bien que la glucose oxydase soit généralement considérée comme sûre pour une utilisation topique dans les formulations diluées, le contact direct avec des préparations enzymatiques concentrées peut provoquer une légère irritation de la peau ou des yeux chez les personnes sensibles, se manifestant par des rougeurs, des démangeaisons ou une gêne, de sorte qu'il faut veiller à éviter l'exposition directe à des poudres ou des solutions d'enzymes non diluées.
Étant donné que la glucose oxydase catalyse la production de peroxyde d'hydrogène, qui est une espèce réactive de l'oxygène, une utilisation excessive ou incontrôlée dans des formulations ou des processus industriels peut entraîner un stress oxydatif localisé ou une irritation, car le peroxyde d'hydrogène peut endommager les cellules et les tissus s'il est présent à des concentrations élevées.
