Glucanase
ગ્લુકેનેઝ એ ઉત્સેચકો છે જે હાઇડ્રોલિસિસ દ્વારા મોટા પોલિસેકરાઇડ્સને તોડી નાખે છે. હાઇડ્રોલિસિસ પ્રતિક્રિયાના ઉત્પાદનને ગ્લુકેન કહેવામાં આવે છે, જે 1200 ગ્લુકોઝ મોનોમર્સથી બનેલું એક રેખીય પોલિસેકરાઇડ છે, જે ગ્લાયકોસિડિક બોન્ડ્સ સાથે જોડાયેલું છે. જવ, રાઈ, જુવાર, ચોખા અને ઘઉં જેવા અનાજની એન્ડોસ્પર્મ કોષ દિવાલોમાં ગ્લુકેન વિપુલ પ્રમાણમાં હોય છે. ગ્લુકેનેઝને લાઇકેનેઝ, હાઇડ્રોલેઝ, ગ્લાયકોસિડેઝ, ગ્લાયકોસિલ હાઇડ્રોલેઝ અને/અથવા લેમિનારિનેઝ તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે. ઘણા પ્રકારના ગ્લુકેનેઝ સમાન એમિનો એસિડ સિક્વન્સ ધરાવે છે પરંતુ ખૂબ જ અલગ સબસ્ટ્રેટ્સ ધરાવે છે. જાણીતા એન્ડો-ગ્લુકેનેઝમાંથી, 1,3-1,4-β-ગ્લુકેનેઝને સૌથી વધુ સક્રિય માનવામાં આવે છે. માળખું β-ગ્લુકેનેસિસ β-ગ્લુકેનેસિસની ગૌણ અને તૃતીય માળખામાં બહુવિધ β-શીટ્સનો સમાવેશ થાય છે, જેમાંથી દરેક ઘણી વિરોધી સમાંતર સેરથી બનેલી હોય છે જે એન્ઝાઇમના સક્રિય સ્થળને પાર કરીને વળાંક લે છે અને એક ફાટ બનાવે છે. આ પ્રકારની રચનાને "જેલી રોલ ફોલ્ડ" કહેવામાં આવે છે. કેટલાક સામાન્ય β-ગ્લુકેનેઝ 1,3-β-ગ્લુકેનેઝ (લેમિનારિનેઝ, ઇસી 3.2.1.39) એન્ડો-1,3 (4)-β-ગ્લુકેનેઝ β-1,3-ગ્લુકેનેઝ, છોડમાં એક એન્ઝાઇમ જે β-1,3-ગ્લુકેન્સ જેમ કે કોલોઝ અથવા કર્ડલન β-1,6 ગ્લુકેનેઝને તોડે છે, એક એન્ઝાઇમ જે β-1,6-ગ્લુકેન્સ સેલ્યુલાઝને તોડે છે, એક એન્ઝાઇમ જે સેલ્યુલોઝ, લાઇકેનિન અને અનાજ β-D-ગ્લુકોસિડિક જોડાણોનું હાઇડ્રોલિસિસ કરે છે. ઝાયલોગ્લુકેન-વિશિષ્ટ એન્ડો-બીટા-1,4-ગ્લુકાનેઝ ઝાયલોગ્લુકેન-વિશિષ્ટ એક્સો-બીટા-1,4-ગ્લુકાનેઝ α-ગ્લુકાનેઝ α-1,4-ગ્લુકાનેઝ, એક એન્ઝાઇમ જે α-1,4-ગ્લુકેન α-1,6-ગ્લુકાનેઝને તોડે છે, એક એન્ઝાઇમ જે α-1,6-ગ્લુકેન પુલુલાનેઝને તોડે છે, એક ચોક્કસ પ્રકારનું ગ્લુકાનેઝ જે પુલુલનને ઘટાડે છે. ઉત્સેચક ક્રિયાની પદ્ધતિ ગ્લુકેનેઝનું મુખ્ય કાર્ય પોલિસેકરાઇડ્સમાં ગ્લાયકોસિડિક બોન્ડ્સના હાઇડ્રોલિસિસને ઉત્પ્રેરિત કરવાનું છે. આ કાર્ય ખૂબ ચોક્કસ નથી, અને ઉત્સેચકો મોટે ભાગે હાજર બોન્ડ્સના પ્રકારો અને α-અથવા β-રૂપરેખાંકન દ્વારા સબસ્ટ્રેટ્સ વચ્ચે તફાવત કરે છે. 1953માં, ડૉ. ડી. ઇ. કોશલેન્ડે આ ઉત્સેચક ક્રિયા માટે ડબલ-ડિસ્પ્લેસમેન્ટ મિકેનિઝમની દરખાસ્ત કરી હતી. તેમની સૂચિત પદ્ધતિનું પ્રથમ પગલું સબસ્ટ્રેટની સાંદ્રતાથી સ્વતંત્ર દર-મર્યાદિત પગલું છે અને તેમાં એમિનો એસિડ ન્યુક્લિયોફાઇલ અને એસિડ/બેઝ ઉત્પ્રેરકનો સમાવેશ થાય છે. આ તબક્કામાં, ન્યુક્લિયોફાઇલ, એસિડ અવશેષોની મદદથી, એગ્લાયકોનને વિસ્થાપિત કરે છે અને સહસંયોજક ગ્લાયકોસિલ-ઉત્સેચક મધ્યવર્તી બનાવે છે. બીજા તબક્કામાં પાણીના અણુનો સમાવેશ થાય છે, જે એસિડ ઉત્પ્રેરકના સંયુક્ત આધાર દ્વારા સહાયિત થાય છે, જે અણુનું એનોમેરિક રૂપરેખાંકન જાળવી રાખીને મુક્ત ખાંડને પ્રસ્તુત કરે છે. ગ્લુકેનેઝ ટ્રાન્સગ્લાઇકોસિલેશનને પણ ઉત્પ્રેરિત કરી શકે છે, જેના પરિણામે દાતા અને સ્વીકારનાર સૅકરાઇડ્સ વચ્ચે નવા β-ગ્લાયકોસિડિક બોન્ડ્સ બને છે. આ પ્રતિક્રિયા, જે હાઇડ્રોલિસિસ પ્રતિક્રિયા જેવી જ પ્રદેશ-અને સ્ટીરિયો-વિશિષ્ટતા ધરાવે છે, તેમાં હાઇડ્રોલિસિસનું સીધું રિવર્સલ (ઘનીકરણ તરીકે ઓળખાય છે) અથવા ગ્લાયકોસિલ ડોનર સબસ્ટ્રેટનું ગતિ નિયંત્રણ સામેલ છે. માઇક્રોબાયલ ઘટના અને કૃષિ મહત્વ માઇક્રોબાયલ ઉત્પાદન એસ્ચેરીચીયા કોલી અને બેસિલસ એસપીપી જેવા બેક્ટેરિયા. ઊર્જા સ્ત્રોત તરીકે તેમના પર્યાવરણમાંથી પોલિસેકરાઇડ્સનું અધોગતિ અને ઉપયોગ કરવા માટે 1,3-1,4-β-ગ્લુકેનેસનું ઉત્પાદન કરે છે. આ બેક્ટેરિયલ ગ્લુકેનેઝ અભિસારી ઉત્ક્રાંતિનું ઉદાહરણ છે કારણ કે તેઓ પ્લાન્ટ ગ્લુકેનેઝ પ્રાથમિક, ગૌણ અથવા તૃતીય માળખા સાથે સમાનતા અથવા સંબંધ ધરાવે છે. શાકાહારીઓના પાચનતંત્રમાં જોવા મળતી ટ્રાઇકોડર્મા હર્ઝિયાનમ, સૅકરોમાઇસીસ સેરેવિસિયા અને એનારોબિક ફૂગ ઓર્પીનોમાઇસીસ અને નિયોકેલિમાસ્ટિગોમાઇકોટા જેવી ફૂગ દ્વારા પણ ગ્લુકેનેસિસ સ્ત્રાવ થાય છે. ટી. હર્ઝિયાનમનો ઉપયોગ ફૂગનાશક તરીકે પણ થાય છે, જે તેના બીટા-ગ્લુઆનેઝની માયકોપરાસિટિક હુમલા દ્વારા ફાયટોપેથોજેનિક ફૂગને હાઇડ્રોલાઇઝ કરવાની ક્ષમતા સાથે સંકળાયેલ છે. બીયર અને વાઇન જવ 1,3-1,4-β-ગ્લુકેનેઝ માલ્ટિંગ દરમિયાન ગરમી નિષ્ક્રિય કરે છે, જે ઉચ્ચ પરમાણુ-વજનના ગ્લુકન્સનું નિર્માણ કરી શકે છે, જેના પરિણામે અર્કની ઉપજમાં ઘટાડો થાય છે, ગાળણનો દર ઓછો થાય છે અને તૈયાર ઉત્પાદનમાં જીલેટિનસ અવક્ષેપ પણ થાય છે. એક ઉપાય તરીકે, ગરમી-પ્રતિરોધક બેક્ટેરિયલ 1,3-1,4-β-ગ્લુકેનેસિસ ઉમેરવામાં આવે છે. વાઇનની વૃદ્ધત્વની પ્રક્રિયા દરમિયાન એનોલોજિકલ પ્રથાઓમાં વપરાય છે, ખાસ કરીને જ્યારે માઇક્રોઓક્સિજનેશન સાથે લીઝ પર વૃદ્ધ થાય છે. આ એન્ઝાઇમ યીસ્ટના કોષોના ઓટોલિસિસમાં પોલિસેકરાઇડ્સ અને મેનોપ્રોટીન છોડવામાં મદદ કરે છે, જે વાઇનના રંગ અને બનાવટમાં મદદ કરે છે તેવું માનવામાં આવે છે. બ્રોઇલર ચિકન અને પિગલેટ માટે ફીડસ્ટફના ઉત્પાદનમાં, એવું જાણવા મળ્યું છે કે β-ગ્લુકાનેસ જવ આધારિત આહારની પાચનક્ષમતામાં સુધારો કરે છે. સંદર્ભો ગ્લાયકોસાઇડ હાઇડ્રોલેઝ પણ જુઓ, જે ઉત્સેચકનું એક કુટુંબ છે જે બિન-ગ્લાયકોસિડિક પરમાણુ ગ્લાયકોસાઇડ હાઇડ્રોલેઝ કુટુંબ 5 ગ્લાયકોસાઇડ હાઇડ્રોલેઝ કુટુંબ 16 ગ્લાયકોસાઇડ હાઇડ્રોલેઝ કુટુંબ 17 હાઇડ્રોલેઝમાંથી ગ્લાયકોસાઇડને કાપી નાખે છે.