Cấu tạo – Hoạt tính – Chức năng của enzyme cellulase

Cấu tạo – Hoạt tính – Chức năng của enzyme cellulase

Cellulase hay xenlulaza là enzyme có vai trò quan trọng ở trong tự nhiên và là men sinh học được ứng dụng khá nhiều trong đời sống xã hội hiện nay. Bạn đã hiểu rõ về cấu tạo – hoạt tính – chức năng của enzyme cellulase chưa? Nếu chưa thì hãy đọc ngay bài viết dưới đây để có thêm nhiều kiến thức bổ ích nhé!

Cấu tạo - Hoạt tính - Chức năng của enzyme cellulase 1

Cấu tạo phức tạp của phân tử enyme cellulase

Đặc điểm cấu tạo của enzyme cellulase

Enzyme cellulase là tên gọi chung cho một nhóm các enzyme có cùng đặc tính sinh học thủy phân, phân giải các hợp chất cellulose hay còn được gọi là chất xơ. 

Cellulose là thành phần quan trọng cấu thành nên tế bào thực vật, do đó hợp chất này có mặt ở trong hầu như tất cả các loài thực vật sống trên trái đát hiện nay. Cellulase thường được tiết ra ở trong hệ tiêu hóa của các loài sinh vật ăn cỏ, ăn thực vật bao gồm cả các loài động vật (trâu, bò, ngựa, voi…) và một số loài vi sinh vật (xạ khuẩn, nấm sợi, nấm men…)

Về đặc điểm cấu tạo phân tử, do là một loại enzyme nên cellulase có bản chất là protein với cấu trúc tương tự như polypeptide được cấu thành nên từ nhiều phân tử acid amin liên kết với nhau theo dạng chuỗi kéo dài. 

Mỗi phân tử enzyme cellulase sẽ có hàng trăm acid amin liên kết với nhau qua liên kết peptide (-NH-CO-) với trọng lượng phân tử lên đến hàng chục nghìn Dalton. 

Trong thực tế, ngoài phần cấu tạo chính có bản chất có bản chất là protein ra thì các enzyme cellulase còn có những phần phụ khác. Những phần phụ này thường nằm ở tận cùng của phân tử còn được gọi là vùng glycosil hóa, là vùng gắn kết với cơ chất cellulose. 

Cấu tạo - Hoạt tính - Chức năng của enzyme cellulase 2

Hoạt tính sinh học của các loại enzyme cellulase

Hoạt tính sinh học của enzyme cellulase

Hoạt tính sinh học của các enzyme cellulase là khả năng xúc tác cho phản ứng thủy phân, phân cắt các phân tử cellulose thành những chuỗi polysaccharide mạch ngắn hơn rồi cuối cùng sẽ thành các phân tử đường đơn tách rời nhau. 

Mặc dù có chung hoạt tính là phân cắt cellulose nhưng trong thực tế các phân tử enzyme cellulase khác nhau sẽ có những cơ chế xúc tác phản ứng khác nhau. Cũng dựa theo những cơ chế khác nhau này mà các cellulase được phân chia ra thành 5 loại bao gồm: 

+ Endocellulase (EC 3.2.1.4): là các enzyme cellulase với cơ phân cắt ngẫu nhiên các liên kết bên trong phân tử cellulose tại các vị trí vô định hình tạo ra các đầu chuỗi mới.

+ Exocellulase hay cellobiohydrolases (EC 3.2.1.91): là các enzyme cellulase phân cắt cellulose từ hai đến bốn đơn vị từ các đầu của chuỗi tiếp xúc được tạo ra bởi endocellulase, tạo ra sản phẩm là tetrasaccharide hoặc disaccharide. Các exocellulase còn được phân loại thành: loại I (hoạt động theo quy trình từ đầu khử của chuỗi cellulose) và loại II (hoạt động theo quy trình từ đầu không khử).

+ Cellobiases (EC 3.2.1.21) hoặc β-glucosidases là loại cellulase thủy phân sản phẩm của enzyme exocellulase thành các monosaccharide riêng lẻ.

+ Cellulase oxy hóa khử: là các cellulase phân giải cellulose bằng các phản ứng oxy hóa khử. 

+ Cellulase phosphorylase khử là loại enzyme cellulase phân giải phân tử cellulose bằng cách sử dụng photphat thay vì nước.

Thông thường ở các loài sinh vật tiêu hóa được chất xơ sẽ có nhiều loại enzyme cellulase để có thể thủy phân được các phân tử cellulose đến sản phẩm cuối cùng là đường đơn để có thể hấp thu thành chất dinh dưỡng vào máu đi nuôi cơ thể. 

Cấu tạo - Hoạt tính - Chức năng của enzyme cellulase 3

Cellulase thường được ứng dụng trong thức ăn chăn nuôi

Chức năng và ứng dụng của enzyme cellulase

Enzyme cellulase không có tác dụng và vai trò với những loài động vật chủ yếu ăn thịt hay với cả những loài ăn tạp như con người chúng ta vì cơ thể không thể sản sinh ra được. Tuy nhiên, enzyme này lại có vai trò chức năng vô cùng quan trọng trong các loài sinh vật ăn cỏ. Bởi vì, nếu không có cellulase các loài sinh vật này sẽ không thể tồn tại được do không thể chuyển hóa chất xơ thành chất dinh dưỡng hấp thu vào trong cơ thể được. 

Mặc dù không có ý nghĩa về mặt sinh học với con người nhưng enzyme cellulase lại có vai trò tương đối quan trọng trong đời sống xã hội của chúng ta hiện nay. Nguyên nhân là bởi enzyme tiêu hóa này đóng góp nhiều vai trò ứng dụng trong nhiều lĩnh vực sản xuất và bảo vệ môi trường: 

+ Trong lĩnh vực sản xuất giấy: cellulase có vai trò quan trọng trong giai đoạn nghiền bột gỗ và tẩy trắng. Bên cạnh đó, enzyme này có thể được dùng với vai trò tẩy mực cho các loại giấy vụn trước khi sản xuất các loại giấy in, giấy viết mới.

+ Trong lĩnh vực dệt may: cellulase được ứng dụng để giữ cho màu vải được sáng bền và không bị sờn cũ. 

+ Trong lĩnh vực chăn nuôi: cellulase được ứng dụng trong thức ăn và trong các chế phẩm xử lý môi trường cho vật nuôi. 

+ Trong lĩnh vực xử lý rác thải và bảo vệ môi trường: enzyme cellulase được dùng để xử lý các loại rác thải tự nhiên, rác thải thực vật hay rác thải có thành phần cellulose. 

+ Trong chế biến thực phẩm: cellulase có thể được ứng dụng trong một vài giai đoạn của quá trình sản xuất các loại bia, cà phê, nước ép hoa quả…

Hy vọng rằng những thông tin chia sẻ trong bài viết vừa rồi đã giúp độc giả hiểu rõ hơn về cấu tạo – hoạt tính – chức năng của enzyme cellulase. Nếu còn bất cứ thắc mắc nào liên quan hoặc có nhu cầu mua nguyên liệu enzyme cellulase chất lượng xin vui lòng liên hệ Công ty cổ phần hóa dược và công nghệ sinh học Biogreen – Hotline: 0972.867.686 hoặc Email: kinhdoanh.biogreen@gmail.com