بيتا جلوكورونيداز

إنزيمات بيتا-غلوكورونيداز هي من عائلة إنزيمات الغليكوزيداز التي تحفز تحلل الكربوهيدرات المعقدة . ^{[ 2 ]} إنزيم بيتا-غلوكورونيداز البشري هو نوع من إنزيمات الغلوكورونيداز (عضو في عائلة الغليكوزيداز 2) يحفز تحلل بقايا حمض بيتا -دي - غلوكورونيك من الطرف غير المختزل للسكريات المخاطية (المعروفة أيضًا باسم غليكوزامينوغليكان ) مثل كبريتات الهيباران . ^{[ 2 ] [ 3 ] [ 4 ]} يتواجد إنزيم بيتا-غلوكورونيداز البشري في الليزوزوم . ^{[ 5 ]} في الأمعاء، يحول إنزيم بيتا-غلوكورونيداز الموجود على حافة الفرشاة البيليروبين المقترن إلى شكله غير المقترن لإعادة امتصاصه. يوجد إنزيم بيتا-غلوكورونيداز أيضاً في حليب الثدي، وهو يساهم في الإصابة باليرقان الوليدي . يُشفّر هذا البروتين بواسطة جين GUSB في البشر ^{[ 6 ] [ 7 ]} ، وبواسطة جين uidA في البكتيريا ^{[ 8 ] .}

يُصنّع إنزيم بيتا-غلوكورونيداز البشري على شكل مونومر بوزن 80 كيلو دالتون (653 حمضًا أمينيًا) قبل أن تُزيل عملية التحلل البروتيني 18 حمضًا أمينيًا من الطرف الكربوكسيلي لتكوين مونومر بوزن 78 كيلو دالتون. ^{[ 9 ] [ 10 ]} يوجد إنزيم بيتا-غلوكورونيداز على شكل هوموتيترامر بوزن 332 كيلو دالتون . ^{[ 11 ]} يحتوي إنزيم بيتا-غلوكورونيداز على العديد من التراكيب البنيوية البارزة، بما في ذلك نوع من البراميل بيتا يُعرف باسم برميل اللفائف الهلامية وبرميل TIM . ^{[ 1 ]}

إنزيم بيتا-غلوكورونيداز البشري متماثل مع إنزيم بيتا-غالاكتوزيداز الموجود في بكتيريا الإشريكية القولونية . ^{[ 12 ] [ 13 ]} وقد مكّنت هذه العلاقة التماثلية، إلى جانب معرفة أن الجليكوزيدازات غالبًا ما تُجري عملية التحلل المائي المحفزة بواسطة اثنين من الأحماض الأمينية الحمضية ، من وضع فرضية آلية. تقترح هذه الفرضية أن حمضي الغلوتاميك Glu540 وGlu451 هما الحمضان الأمينيان النيوكليوفيلياني والحمضي على التوالي، وأن حمض التيروسين Tyr504 يشارك أيضًا في التحفيز. ودعمًا لهذه الفرضية، تؤدي الطفرات التجريبية في أي من هذه الأحماض الأمينية الثلاثة إلى انخفاضات كبيرة في النشاط الإنزيمي. ويتوافق ازدياد نشاط إنزيم طافر E451A (حيث تم استبدال Glu451 بحمض ألانين ) بعد إضافة الأزيد مع كون Glu451 هو الحمض الأميني الحمضي/القاعدي. ^{[ 14 ]} باستخدام تحليل ببتيدات بيتا-غلوكورونيداز الموسومة بعد تحلل الركيزة التي تدخل مرحلة وسيطة مستقرة للغاية، حدد الباحثون أن Glu540 هو البقايا المحبة للنواة. ^{[ 15 ]}

على الرغم من أن نوع الاستبدال النيوكليوفيلي المحدد الذي يستخدمه إنزيم بيتا-غلوكورونيداز غير واضح، _إلا أن الأدلة المتعلقة بآليات نظائره في عائلة الغليكوزيداز تشير إلى أن هذه التفاعلات هي تفاعلات SN2 نوعيًا . تحدث هذه التفاعلات عبر حالة انتقالية ذات خصائص أيون أوكسوكاربينيوم . في البداية، اقتُرح أن هذه الآليات، نظرًا لخاصية الأوكسوكاربينيوم في الحالة الانتقالية، هي تفاعلات SN1 تحدث عبر وسيط أيون أوكسوكاربينيوم منفصل _. مع ذلك، تشير أدلة أحدث إلى أن أعمار حالات أيون الأوكسوكاربينيوم هذه تتراوح بين 10 فيمتوثانية و0.1 نانوثانية (مشابهة لفترة اهتزاز الرابطة ). هذه الأعمار قصيرة جدًا بحيث لا يمكن نسبها إلى وسيط تفاعل. من هذه الأدلة، يبدو أن هذه التفاعلات، على الرغم من ظهورها كتفاعلات SN1 _{بسبب خصائص أيون الأوكسوكاربينيوم في حالاتها الانتقالية، يجب أن تكون تفاعلات SN2} نوعيًا . ^{[ 2 ]}

لا يزال النشاط المحدد لـ Tyr504 في الآلية التحفيزية غير واضح. ^{[ 14 ]} من خلال المقارنة مع البيانات التركيبية للإنزيم المتماثل زيلاناز ، تم اقتراح أن Tyr504 في β-غلوكورونيداز قد يعمل على تثبيت النيوكليوفيل المغادر (Glu540) أو تعديل نشاطه. ^{[ 16 ]}

بالإضافة إلى هذه البقايا، يُعتقد أن بقايا الأسباراجين المحفوظة (Asn450) تعمل على تثبيت الركيزة من خلال رابطة هيدروجينية عند مجموعة الهيدروكسيل 2 في ركيزة السكر. ^{[ 11 ] [ 17 ]}

يؤدي نقص إنزيم بيتا-غلوكورونيداز إلى مرض وراثي متنحي يُعرف باسم متلازمة سلاي أو داء عديد السكاريد المخاطي من النوع السابع. وينتج عن نقص هذا الإنزيم تراكم عديدات السكاريد المخاطية غير المتحللة في جسم المريض. قد يكون هذا المرض مُنهكًا للغاية للمريض، أو قد يُسبب استسقاء الجنين قبل الولادة. بالإضافة إلى ذلك، يُلاحظ لدى المرضى الناجين إعاقة ذهنية، وقصر القامة، وملامح وجه خشنة، وتشوهات في العمود الفقري، وتضخم في الكبد والطحال. ^{[ 5 ]} وقد تم محاكاة هذا المرض في سلالة من الفئران، وكذلك في عائلة من الكلاب. ^{[ 19 ] [ 20 ]} وفي الآونة الأخيرة، اكتشف الباحثون عائلة من القطط تُظهر نقصًا في نشاط إنزيم بيتا-غلوكورونيداز. وقد تم تحديد مصدر هذا الانخفاض في النشاط على أنه طفرة E351K (حيث يتحول حمض الغلوتاميك 351 إلى حمض الليسين). يُعدّ الحمض الأميني Glu351 محفوظًا في الثدييات، مما يُشير إلى وظيفة مهمة لهذا الحمض. يُشير فحص بنية البلورة البشرية بالأشعة السينية إلى أن هذا الحمض الأميني (Glu352 في الإنزيم البشري)، المدفون عميقًا داخل نطاق برميل TIM ، قد يكون مهمًا لاستقرار البنية الثلاثية للإنزيم. ^{[ 18 ]} في بنية البلورة، يبدو أن Arg216، وهو أحد مكونات نطاق اللفائف الهلامية للبروتين، يُشكّل جسرًا ملحيًا مع Glu352؛ لذلك، من المُرجّح أن يُشارك Glu352 في استقرار التفاعل بين نطاقين ثلاثيي الأبعاد مختلفين للإنزيم. ^{[ 1 ]}

في علم الأحياء الجزيئي ، يُستخدم إنزيم بيتا-غلوكورونيداز كجين مُخبِر لمراقبة التعبير الجيني في خلايا الثدييات والنباتات. وتتيح مراقبة نشاط بيتا-غلوكورونيداز باستخدام اختبار GUS تحديد التعبير المكاني والزماني للجين المعني. ^{[ 21 ]}

• تم إنتاج صور الرسومات الجزيئية باستخدام حزمة Chimera من قسم الموارد للحوسبة الحيوية والتصور والمعلوماتية في جامعة كاليفورنيا، سان فرانسيسكو. ^{[ 22 ]}

• إنزيم ألفا جلوكورونيداز
• جلوكورونوزيل-ديسلفوجلوكوزامين جلوكورونيداز
• غليسيريزينات بيتا-غلوكورونيداز

• إنزيم غلوكورونيداز في رؤوس الموضوعات الطبية (MeSH) التابعة للمكتبة الوطنية الأمريكية للطب
• بحث مُحدَّث حول إنزيم غلوكورونيداز المُخبِر ( مؤرشف بتاريخ ٢١ نوفمبر ٢٠٢٠ في أرشيف الإنترنت ) وتقارير أخرى من موقع Reportergene.
• قاعدة بيانات أبحاث الآلية التحفيزية ومعلومات أخرى حول بيتا جلوكورونيداز