셀룰로솜

Cellulosome

셀룰로솜은 다효소 세포외 복합체이다.셀룰로솜은 세포표면과 관련지어 불용성 기질에 대한 세포부착을 매개하고 흡수된 수용성 산물로 분해한다.셀룰로솜 복합체는 복잡한 다효소 기계로, 많은 셀룰로오스 미생물에 의해 생산된다.그것들은 식물 세포벽 다당류, 특히 지구상에서 가장 풍부한 유기 폴리머인 셀룰로오스의 효율적인 분해를 위해 미생물에 의해 생산된다.셀룰로솜의 다중 서브유닛은 서로 및 셀룰로오스 기질과 상호작용하는 수많은 기능 도메인으로 구성됩니다.이러한 서브유닛 중 하나인 큰 당단백질 "스카폴딘"은 비촉매 비계 폴리펩타이드들의 독특한 클래스이다.비계 서브유닛은 다양한 셀룰라아제 및 자일라나제 서브유닛을 각각의 서브유닛에 존재하는 전형적인 도카린 도메인과 결합함으로써 선택적으로 결합 복합체에 통합한다.클로스트리듐 서모셀룸과 같은 일부 셀룰로솜의 비계는 셀룰로오스 복합체에 [1]셀룰로오스 결합을 하는 탄수화물 결합 모듈을 포함한다.

구조.

셀룰로솜은 세균의 세포벽에 부착되거나 용액에 유리된 세포외 복합체로 존재하며, 불용성 기질은 수용성 산물로 분해되어 세포에 흡수될 수 있다.가장 잘 특징지어지는 유기체(즉, C. thermocellum, C. cellulyticum, C. cellulovorans)의 큰 크기와 이질성은 셀룰로좀 구조와 기능을 조사하기 위한 매우 복잡한 노력을 가지고 있다.다른 셀룰로솜 시스템(아세티비브리오 셀룰로폴리티쿠스 및 루미노코커스 플라베파시엔스)은 훨씬 더 복잡한 것으로 보입니다.

셀룰로솜은 다양한 셀룰로오스 서브유닛(예를 들어 효소)을 복합체에 조직하는 역할을 하는 다기능, 통합 비계 서브유닛으로 구성됩니다.셀룰로솜 내에서는 복수의 엔도글루카나아제, 셀로비오히드로라아제, 자일라나아제 및 기타 분해효소가 이종 불용성 셀룰로오스 기질을 공격하기 위해 상승작용을 한다.이는 상호 작용 서브유닛의 두 가지 다른 유형, 즉 비계상의 응집체 모듈과 각 효소 서브유닛의 도카린 모듈에 위치한 두 개의 상호 보완적인 모듈 클래스의 상호작용에 의해 달성된다.고친화성 응집-도커린 상호작용은 셀룰로솜 구조를 정의한다.셀룰로솜의 기판 부착은 비계 서브유닛의 일부를 구성하는 비계인 셀룰로오스 결합모듈(CBM)에 의해 매개된다.촉매 성분, 구조 및 박테리아 세포와 셀룰로오스에 대한 부착 메커니즘에 대한 우리의 이해는 클로스트리듐 서모셀럼의 연구에서 [2][3][4][5]파생되었습니다.

발견 이력

1980년대 초 라파엘 라메드와 에드 바이엘은 이스라엘 텔아비브 [6]대학에서 만나 셀룰로솜 개념을 발견하는 연구를 시작했다.그 당시 그들은 효소나 셀룰로솜을 전혀 찾고 있지 않았다.그들은 단순히 혐기성 호열성 박테리아인 C. thermocellum의 세포 표면에서 '셀룰로오스 결합 인자' 또는 'CBF'를 찾았는데, 이는 박테리아가 분해되기 전에 불용성 셀룰로오스 기질에 강하게 부착된다는 관찰을 설명해 줄 것이라고 추론했다.그들은 박테리아의 접착결함 돌연변이를 분리하여 기능성분 검출을 위한 특정 폴리클로널 항체를 준비하는 당시 파격적인 실험 접근법을 사용했다.놀랍게도 그들은 작은 단백질 대신 매우 큰 다분자 초분자 복합체를 분리했다.생화학적, 생물물리학적, 면역화학 및 초구조적 기술의 조합에 이어 분자생물학적 검증이 셀룰로솜 개념의 정의와 증명으로 이어졌다.따라서 이산 다효소 셀룰로솜 복합체의 탄생이 기록되었다.[7]

현재 알려진 셀룰로좀 생성 혐기성 박테리아:

  • 아세트비브리오셀룰로폴리티쿠스
  • 박테로이데스 셀룰로솔벤스
  • 아세트부틸리쿰 클로스트리듐
  • 클로스트리디움 셀룰로티쿰
  • 클로스트리디움셀룰로보란스
  • 클로스트리디움클라리플라붐
  • 클로스트리디움조수이
  • 클로스트리디움 파피로솔벤스
  • 클로스트리듐 서모셀럼(셀룰로오스 이용 및 혐기성 분해 모델 유기체로 처리)
  • 루미노코커스 알부스(도케린 확인, 아직 검출되지 않은 코메딘)
  • 루미노코쿠스플라베파시엔스

어플

셀룰로솜 혼성체와 셀룰로솜 도메인의 키메라 구성체("나노솜")의 지능적 응용은 셀룰로솜 바이오매스의 더 나은 사용을 가능하게 하고 광범위한 새로운 응용을 제공할 수 있다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ Bayer, EA; Kenig, R; Lamed, R (1983). "Adherence of Clostridium thermocellum to cellulose". J. Bacteriol. 156 (2): 818–827. doi:10.1128/JB.156.2.818-827.1983. PMC 217900. PMID 6630152.
  2. ^ Bayer EA, Belaich JP, Shoham Y, Lamed R.셀룰로솜: 식물 세포벽 다당류의 분해를 위한 다효소 기계.Annu Rev Microbiol.2004; 58:521-54.doi:10.1146/anurev.micro.57.030502.091022 PubMed ID:15487947
  3. ^ Fontes, Carlos M.G.A.; Gilbert, Harry J. (2010). "Cellulosomes: Highly Efficient Nanomachines Designed to Deconstruct Plant Cell Wall Complex Carbohydrates". Annual Review of Biochemistry. 79 (1): 655–681. doi:10.1146/annurev-biochem-091208-085603. PMID 20373916.
  4. ^ 바이엘 EA, 라임드 R, 화이트 BA, 플린트 HJ.셀룰로솜부터 셀룰로소믹스까지.Chem Rec. 2008;8(6) : 364-77.doi : 10.1002 / tcr . 20160 PubMed ID : 19107866
  5. ^ 도이 RH와 코스기 A.셀룰로솜: 식물-세포-벽 분해 효소 복합체.Nat Rev Microbiol.2004년 7월 2일 (7) : 541-51.doi : 10.1038/nrmicro925 PubMed ID : 15197390
  6. ^ Shoham Y, Lamed R, Bayer E (1999). "The cellulosome concept as an efficient microbial strategy for the degradation of insoluble polysaccharides". Trends Microbiol. 7 (7): 275–81. doi:10.1016/S0966-842X(99)01533-4. PMID 10390637.
  7. ^ Lamed, R; Setter, E; Bayer, EA (Nov 1983). "Characterization of a cellulose-binding, cellulase-containing complex in Clostridium thermocellum". J. Bacteriol. 156 (2): 828–836. doi:10.1128/JB.156.2.828-836.1983. PMC 217901. PMID 6195146.

외부 링크