آیا بروملین یک آنزیم است؟

بله، بروملین یک آنزیم است. دقیق تر،بروملین فله خالصمخلوطی از آنزیم های پروتئولیتیک (آنزیم هایی که پروتئین ها را تجزیه می کنند) است که به طور طبیعی در آناناس (Ananas comosus) یافت می شود. این کمپلکس آنزیمی به دلیل فعالیت‌های بیولوژیکی و کاربردهای آن در پزشکی، غذا و مکمل‌های بهداشتی به طور گسترده مورد مطالعه قرار گرفته است. پس چرا بروملین یک آنزیم است؟

بروملین چیست؟

بروملین خالص خالصبه گروهی از آنزیم های پروتئولیتیک اشاره دارد که عمدتاً از ساقه و میوه گیاه آناناس مشتق می شوند. اولین بار در اواخر قرن نوزدهم جدا شد و از آن زمان به عنوان یک مجموعه آنزیمی طبیعی با خواص بیولوژیکی متنوع شناخته شده است. دو نوع عمده بروملین عبارتند از.

• بروملین ساقه (EC 3.4.22.32)

بروملین ساقه از ساقه آناناس استخراج می شود و معمولاً در محصولات تجاری آنزیمی استفاده می شود.

•بروملین میوه (EC 3.4.22.33)

بروملین میوه در میوه یافت می شود، هرچند به مقدار کمتر، و از نظر بیولوژیکی نیز فعال است.

هر دو نوع فعالیت های آنزیمی مشابهی دارند اما در ترکیب و وزن مولکولی کمی متفاوت هستند. بروملین حاوی چندین تیول اندوپپتیداز، فسفاتازها، گلوکوزیدازها، پراکسیدازها، سلولازها و چندین مهارکننده پروتئاز است.

اصطلاح آنزیم به یک کاتالیزور بیولوژیکی-معمولاً یک پروتئین- اشاره دارد که بدون مصرف شدن، واکنش های شیمیایی را در موجودات زنده تسریع می کند.بروملین خالص خالصدقیقاً با این تعریف مطابقت دارد زیرا تجزیه (هیدرولیز) پیوندهای پپتیدی در پروتئین ها را کاتالیز می کند و هضم و سایر واکنش های بیوشیمیایی را تسهیل می کند.

چرا بروملین به عنوان یک آنزیم طبقه بندی می شود؟

 

بروملین به طور گسترده ای به عنوان یک آنزیم شناخته شده است زیرا تمام ویژگی های ضروری را نشان می دهد که فعالیت آنزیمی-کاتالیز، ترکیب مبتنی بر پروتئین{1}}، ویژگی سوبسترا، و پایداری را در طول چرخه های واکنش چندگانه تعریف می کند. بروملین که از گیاه آناناس (Ananas comosus) مشتق شده است، متعلق به دسته ای از آنزیم های پروتئولیتیک است که در تجزیه پروتئین ها به پپتیدها و اسیدهای آمینه کوچکتر تخصص دارند. پس بیایید در مورد دلیل آن صحبت کنیمبروملین فله خالصبه عنوان یک آنزیم طبقه بندی می شود.

طبیعت آنزیمی

اساسی‌ترین دلیلی که بروملین به عنوان آنزیم در نظر گرفته می‌شود، توانایی آن در کاتالیز کردن واکنش‌های بیوشیمیایی خاص-یعنی شکست پیوندهای پپتیدی در پروتئین‌ها است. بروملین هیدرولیز این پیوندها را سرعت می بخشد و مولکول های پروتئینی پیچیده را به پپتیدهای کوچکتر و اسیدهای آمینه آزاد تبدیل می کند. این نوع واکنش مشخصه آنزیم های پروتئولیتیک (که پروتئینازها نیز نامیده می شوند) است که نقش حیاتی در هضم، ترمیم سلولی و تنظیم التهاب دارند.

هر آنزیم با کاهش انرژی فعال سازی یک واکنش، که حداقل انرژی مورد نیاز برای وقوع یک تبدیل شیمیایی است، عمل می کند. بدون آنزیم هایی مانند بروملین، تجزیه پروتئین ها در سیستم های زنده برای حفظ عملکردهای فیزیولوژیکی طبیعی بسیار کند است. با کاهش این سد انرژی، بروملین هیدرولیز سریع و کارآمد مولکول های پروتئین را در شرایط ملایم مانند دمای بدن و pH خنثی ممکن می کند.

از نظر شیمیایی، بروملین به عنوان یک سیستئین پروتئاز عمل می کند، به این معنی که یک باقی مانده اسید آمینه سیستئین در محل فعال آن مسئول کاتالیز است. هنگامی که بروملین با یک سوبسترای پروتئینی مواجه می شود، اتم گوگرد سیستئین یک پیوند کووالانسی موقت با کربن یک پیوند پپتیدی تشکیل می دهد. این پیوند پپتیدی را ضعیف می کند و به مولکول آب اجازه می دهد آن را شکافته و پلی پپتیدهای کوچکتر یا اسیدهای آمینه منفرد را آزاد کند. پس از واکنش، ساختار آنزیم بازسازی می شود و آماده کاتالیز چرخه دیگر است.

این کارایی و دقت کاتالیزوری منعکس کننده خواص تعیین کننده آنزیم‌های{0}}کاتالیست‌های بیولوژیکی است که تبدیل‌های بیوشیمیایی خاص را با سرعت و گزینش‌پذیری قابل‌توجهی امکان‌پذیر می‌سازد.

ساختار مبتنی بر پروتئین-

یکی دیگر از ویژگی های تعیین کننده که هویت بروملین را به عنوان یک آنزیم ثابت می کند، ساختار مولکولی مبتنی بر پروتئین- آن است. مانند همه آنزیم‌ها، بروملین از زنجیره‌های بلندی از اسیدهای آمینه تشکیل شده است که به شکل سه‌بعدی تا شده‌اند. الگوی تاشو تصادفی نیست{4}}برای عملکرد آنزیم بسیار مهم است. در داخل این ساختار، یک ناحیه متمایز به نام سایت فعال تشکیل می‌شود که در آن بسترها متصل می‌شوند و دچار دگرگونی شیمیایی می‌شوند.

هندسه دقیق سایت فعال اجازه می دهدبروملین فله خالصبرای شناسایی سوبستراهای پروتئینی خاص و کاتالیز هیدرولیز آنها به طور موثر. این رابطه قفل-و-کلیدی بین آنزیم و سوبسترا توضیح می‌دهد که چرا بروملین فقط بر روی انواع خاصی از پیوندهای پپتیدی عمل می‌کند.

هنگامی که بروملین در معرض شرایط نامطلوب-مثل حرارت بالا، اسیدیته شدید، یا محیط های قلیایی قرار می گیرد{1}}ساختار پروتئین ظریف آن ممکن است دناتوره شود. دناتوره شدن الگوی چین خوردگی را مختل می کند، شکل محل فعال را تغییر می دهد و آنزیم را غیرفعال می کند. این حساسیت به عوامل محیطی نشانگر واضحی است که بروملین، مانند سایر آنزیم ها، در واقع پروتئینی است که ساختار آن عملکرد کاتالیزوری آن را تعیین می کند.

در مقابل، کاتالیزورهای شیمیایی ساخته شده از فلزات یا ترکیبات معدنی عملکرد خود را در چنین شرایط ملایمی از دست نمی دهند و طبقه بندی بروملین را بیشتر به عنوان یک آنزیم بیولوژیکی به جای کاتالیزور مصنوعی تقویت می کند.

ویژگی بستر

بروملین خالص خالصهمچنین یک مشخصه کلیدی مشترک برای همه آنزیم ها را نشان می دهد: ویژگی سوبسترا. این بدان معناست که فقط بر روی مولکول‌ها یا انواع خاصی از پیوندهای شیمیایی عمل می‌کند. بروملین ترجیحی برای پیوندهای پپتیدی نزدیک اسیدهای آمینه لیزین، آلانین و گلیسین نشان می دهد که نشان دهنده یک مکانیسم کاتالیزوری انتخابی است. چنین ویژگی برای کنترل بیولوژیکی ضروری است و تضمین می کند که آنزیم ها فقط واکنش های مورد نظر را بدون آسیب رساندن به دیگر ساختارهای سلولی حیاتی انجام می دهند.

این طبیعت انتخابی مشخصه فعالیت آنزیمی و تفاوت عمده بین آنزیم ها و کاتالیزورهای شیمیایی عمومی است. در حالی که کاتالیزورهای شیمیایی اغلب با طیف گسترده ای از ترکیبات واکنش می دهند، بروملین فقط بر روی پروتئین های خاص یا توالی های پپتیدی که با ساختار محل فعال آن مطابقت دارند، عمل می کند.

توانایی هدف گیری انتخابی پروتئین ها، بروملین را نه تنها در هضم، بلکه در کاربردهای پزشکی و صنعتی نیز مفید می کند. به عنوان مثال، در صنایع غذایی، بروملین با هیدرولیز پروتئین های ماهیچه ای، گوشت را نرم می کند، در حالی که در پزشکی، با تجزیه پروتئین های آسیب دیده، از ترمیم بافت پشتیبانی می کند. این کاربردها فقط به دلیل رفتار خاص آنزیم بروملین امکان پذیر است.

کاتالیز واکنش بدون مصرف

ویژگی بارز همه آنزیم ها، از جمله بروملین، این است که آنها به عنوان کاتالیزور عمل می کنند بدون اینکه مصرف شوند یا به طور دائم در واکنش هایی که تسهیل می کنند، تغییر کنند. این ویژگی به یک مولکول آنزیمی اجازه می دهد تا هزاران چرخه واکنش را کاتالیز کند و فرآیندهای آنزیمی را هم کارآمد و هم پایدار می کند.

در هر واکنش، بروملین به طور موقت با سوبسترای پروتئین تعامل می‌کند، یک کمپلکس آنزیمی-سوبسترا تشکیل می‌دهد و پس از اتمام هیدرولیز، محصولات واکنش را آزاد می‌کند. پس از آن، آنزیم به شکل اولیه خود باز می گردد و آماده کاتالیز کردن واکنش بعدی است. این تکرارپذیری آنزیم ها را از واکنش دهنده های معمولی که در طی واکنش های شیمیایی مصرف می شوند متمایز می کند.

به عنوان مثال، در طول هضم پروتئین،بروملین فله خالصبه طور مداوم پروتئین های غذایی را به پپتیدهای کوچکتر تجزیه می کند تا زمانی که تمام مولکول های سوبسترای موجود تبدیل شوند. در طول این فرآیند، تا زمانی که شرایط محیطی مانند دما و pH در محدوده بهینه خود باقی بماند، آنزیم دست نخورده و عملکردی باقی می‌ماند.

این قابلیت استفاده مجدد و ماندگاری کاتالیزوری، نقش بروملین را به عنوان یک آنزیم واقعی تایید می کند. بدون این توانایی، کاربردهای عملی آن در فرآوری مواد غذایی، داروسازی و مراقبت های بهداشتی از نظر اقتصادی امکان پذیر نخواهد بود.

چه اثراتBروملینEانزیمAفعالیت?

فراتر از مکانیسم آن، چندین سری شواهد و ویژگی های دیگر فعالیت آنزیمی بروملین را تایید می کنند.

فعالیت آنزیمی بروملین تحت تأثیر عوامل متعدد به هم پیوسته است. دما و حساسیت pH آن منعکس کننده ماهیت مبتنی بر پروتئین- آن است، در حالی که حضور کوفاکتورها و یون های فلزی نشان می دهد که چگونه سایت سیستئین کاتالیزوری آن باید از نظر شیمیایی محافظت شود تا فعالیت را حفظ کند. علاوه بر این، فعالیت بروملین را می توان با دقت کمی و مدلسازی کرد و وضعیت آن را به عنوان یک آنزیم واقعی تایید کرد.

چگونه بهاستخراج کنید بروملین?

بروملین خالص خالصدر سرتاسر گیاه آناناس یافت می شود، اما بیشتر در ساقه و میوه آن یافت می شود. فرآیند استخراج معمولاً شامل مراحل زیر است:

• خرد کردن و فشار دادن:

ساقه یا میوه را خرد می کنند تا آب حاوی بروملین آزاد شود.

• سانتریفیوژ:

آب میوه برای حذف مواد نامحلول سانتریفیوژ می شود.

• تصفیه:

این آنزیم با استفاده از تکنیک هایی مانند رسوب سولفات آمونیوم، اولترافیلتراسیون و کروماتوگرافی خالص می شود.

• خشک کردن:

بروملین خالص شده به صورت منجمد-خشک می‌شودآنزیم بروملینفرم پودر

آنزیم بروملین استخراج شده پودر فعالیت آنزیمی خود را حفظ می کند و می تواند بر اساس واحدهای آنزیمی استاندارد شود که معمولاً به عنوان GDU (واحدهای هضم ژلاتین) یا FCCPU (واحدهای پروتئاز کدکس مواد شیمیایی مواد غذایی) بیان می شوند.

نتیجه گیری:

بروملین بدون شک یک آنزیم است، به طور دقیق تر، مجموعه ای از آنزیم های پروتئولیتیک (هضم کننده پروتئین) که از آناناس مشتق شده است. تمام معیارهای علمی تعیین کننده آنزیم را برآورده می‌کند - مبتنی بر پروتئین است، واکنش‌های بیوشیمیایی خاص (هیدرولیز پروتئین) را کاتالیز می‌کند، پس از کاتالیز بدون تغییر می‌ماند، و ویژگی سوبسترای بالایی را نشان می‌دهد. نقش بیولوژیکی و صنعتی آن، از کمک به هضم تا درمان ضد التهابی، از این ماهیت آنزیمی ناشی می شود.

بروملین به عنوان یک آنزیم طبیعی با کاربردهای گسترده-هم به عنوان یک ترکیب بیوشیمیایی با ارزش و هم به عنوان یک عنصر مکمل ایمن و مؤثر برجسته می شود.

Guanjie Biotech یک عرضه کننده پودر آنزیم بروملین انبوه است که پودر بروملین با خلوص{0} بالا، پایدار و فعال برای فرمولاسیون های صنعتی، غذایی و آرایشی ارائه می دهد. اگر به محصول ما علاقه مند هستید، خوش آمدید با ما در پرس و جو کنیدinfo@gybiotech.com.

مراجع

[1] مورر، HR (2001). بروملین: بیوشیمی، فارماکولوژی و کاربرد پزشکی. علوم زیستی سلولی و مولکولی، 58 (9)، 1234-1245.

[2] Bhattacharyya، BK (2008). بروملین: یک مرور کلی. درخشندگی محصول طبیعی، 7 (4)، 359-363.

[3] Hale, LP, Greer, PK, Trinh, CT, & James, CL (2005). فعالیت پروتئیناز و پایداری آماده سازی بروملین طبیعی. ایمونوفارماکولوژی بین المللی، 5(4)، 783-793.

[4] Chobotova، K.، Vernallis، AB، و Majid، FAA (2010). فعالیت و پتانسیل بروملین به عنوان یک عامل ضد سرطان: شواهد و دیدگاه‌های کنونی. نامه های سرطان، 290 (2)، 148-156.

[5] Tochi, BN, Wang, Z., Xu, SY, & Zhang, W. (2008). کاربرد درمانی پروتئاز آناناس (بروملین): بررسی. مجله تغذیه پاکستان، 7 (4)، 513-520.

[6] Pavan, R., Jain, S., & Shraddha, K. (2012). خواص و کاربرد درمانی بروملین: بررسی تحقیقات بین المللی بیوتکنولوژی، 2012، 976203.

[7] Rathnavelu, V., et al. (2016). نقش بالقوه بروملین در کاربردهای بالینی و درمانی گزارش های زیست پزشکی، 5 (3)، 283-288.