اليورياز

الموسوعة الحرة

تُصنّف اليورياز ( EC 3.5.1.5 ) وظيفيًا ضمن عائلة الأميدوهيدرولاز والفوسفوتريستيراز. [ 2 ] توجد اليورياز في العديد من البكتيريا ، والعتائق ، والفطريات ، والطحالب ، والنباتات، وبعض اللافقاريات . اليورياز هي إنزيمات فلزية تحتوي على النيكل وتتميز بوزن جزيئي عالٍ. [ 3 ] تُعدّ اليورياز مهمة في تحليل فضلات الطيور الغنية بحمض اليوريك، والذي ينتج عنه اليوريا، التي يتم تحليلها بواسطة اليورياز كما هو موضح هنا.

تقوم هذه الإنزيمات بتحفيز عملية التحلل المائي لليوريا إلى ثاني أكسيد الكربون والأمونيا :

(NH 2 ) 2 CO + H 2 يا اليورياز → CO 2 + 2NH 3

تتم عملية تحلل اليوريا على مرحلتين. في المرحلة الأولى، يُنتج الأمونيا وحمض الكرباميك . يتحلل الكربامات تلقائيًا وبسرعة إلى أمونيا وحمض الكربونيك . يؤدي نشاط إنزيم اليورياز إلى زيادة الرقم الهيدروجيني للوسط المحيط به نتيجةً لإنتاج الأمونيا، وهي مادة قاعدية.

تاريخ

تم التعرف على نشاط اليورياز لأول مرة عام 1876 على يد فريدريك ألفونس موسكولوس باعتباره تخميرًا قابلًا للذوبان. [ 4 ] وفي عام 1926، أثبت جيمس ب . سومنر أن اليورياز بروتين من خلال فحص شكله البلوري. [ 5 ] كان عمل سومنر أول دليل على أن البروتين يمكن أن يعمل كإنزيم، وأدى في النهاية إلى إدراك أن معظم الإنزيمات هي في الواقع بروتينات. وكان اليورياز أول إنزيم يتم بلورته. وقد مُنح سومنر جائزة نوبل في الكيمياء عام 1946 تقديرًا لهذا العمل. [ 6 ] تم حل التركيب البلوري لليورياز لأول مرة بواسطة بي. إيه. كاربلوس عام 1995. [ 5 ]

أهمية

يُعدّ إنزيم اليورياز مهماً لدوره في دورة النيتروجين ، فهو عامل محفز رئيسي في التفاعل الذي يحوّل اليوريا إلى أمونيوم وثاني أكسيد الكربون . يوجد اليورياز كإنزيم في التربة ، على الأرجح لأن الكائنات الحية الدقيقة في التربة تستفيد من النيتروجين الذي يوفره تحلل اليوريا على شكل أمونيوم. [ 7 ]

بناء

أظهرت دراسة أجريت عام 1984 على إنزيم اليورياز المستخلص من فول جاك أن الموقع النشط يحتوي على مركزين من النيكل . [ 8 ] كما تم تحقيق التنشيط في المختبر باستخدام المنغنيز والكوبالت بدلاً من النيكل. [ 9 ] وتُعد أملاح الرصاص مثبطةً لهذا الإنزيم .

يبلغ الوزن الجزيئي إما 480 كيلو دالتون أو 545 كيلو دالتون لإنزيم اليورياز المستخلص من فول الصويا (الكتلة المحسوبة من تسلسل الأحماض الأمينية). يحتوي الجزيء الواحد على 840 حمضًا أمينيًا، منها 90 حمضًا من بقايا السيستين. [ 10 ]

الرقم الهيدروجيني الأمثل هو 7.4 ودرجة الحرارة المثلى هي 60  درجة مئوية. تشمل المواد المتفاعلة اليوريا والهيدروكسي يوريا .

تتكون اليوريازات البكتيرية من ثلاث وحدات فرعية متميزة، وحدة تحفيزية كبيرة (α 60-76 كيلو دالتون) ووحدتان صغيرتان (β 8-21 كيلو دالتون، γ 6-14 كيلو دالتون) تشكل عادةً ثلاثيات (αβγ) 3 ذات بنية متناظرة ثنائية الطي (لاحظ أن الصورة أعلاه توضح بنية الوحدة غير المتناظرة، وهي ثلث التجميع البيولوجي الحقيقي). وهي إنزيمات غنية بالسيستين، مما ينتج عنه كتل مولية للإنزيم تتراوح بين 190 و300 كيلو دالتون. [ 10 ]

يُستخلص إنزيم اليورياز الاستثنائي من بكتيريا هيليكوباكتر . يتكون هذا الإنزيم من وحدتين فرعيتين، α (26-31 كيلو دالتون) وβ (61-66 كيلو دالتون). تُشكل هاتان الوحدتان الفرعيتان مُركبًا فوق جزيئي (αβ) مكونًا من 12 وحدة فرعية متكررة . [ 11 ] يحتوي كل زوج من الوحدات الفرعية على موقع نشط، ليصبح المجموع 12 موقعًا نشطًا. [ 11 ] يؤدي هذا الإنزيم وظيفة أساسية لبقاء البكتيريا، حيث يُعادل حموضة المعدة عن طريق السماح لليوريا بالدخول إلى الحيز المحيط بالبلازما عبر قناة اليوريا المُفعّلة بالبروتونات . [ 12 ] يُستخدم وجود إنزيم اليورياز في تشخيص أنواع بكتيريا هيليكوباكتر .

جميع اليوريازات البكتيرية سيتوبلازمية فقط، باستثناء تلك الموجودة في بكتيريا الملوية البوابية ، والتي بالإضافة إلى نشاطها السيتوبلازمي، لها نشاط خارجي مع خلايا العائل. في المقابل، جميع اليوريازات النباتية سيتوبلازمية. [ 10 ]

تتكون اليوريازات الفطرية والنباتية من وحدات فرعية متطابقة (حوالي 90 كيلو دالتون لكل منها)، وتتجمع عادةً على شكل ثلاثيات وسداسيات. على سبيل المثال، يحتوي يورياز الفاصوليا جاك على وحدتين فرعيتين هيكليتين ووحدة فرعية محفزة واحدة. تحتوي الوحدة الفرعية α على الموقع النشط، وهي تتكون من 840 حمضًا أمينيًا لكل جزيء (90 سيستين)، وتبلغ كتلتها الجزيئية بدون أيونات النيكل (II) 90.77 كيلو دالتون. أما كتلة السداسي مع أيونات النيكل الـ 12 فهي 545.34 كيلو دالتون. ومن الأمثلة الأخرى على البنى السداسية المتجانسة لليوريازات النباتية، تلك الموجودة في إنزيمات فول الصويا، والبازلاء، وبذور القطن. [ 10 ]

على الرغم من تكوّنها من أنواع مختلفة من الوحدات الفرعية، تُظهر اليوريازات من مصادر متنوعة، بدءًا من البكتيريا وصولًا إلى النباتات والفطريات، تشابهًا كبيرًا في تسلسل الأحماض الأمينية. سلسلة اليورياز النباتية الواحدة تُعادل بنية γ-β-α مُدمجة. وحدة "α" في بكتيريا هيليكوباكتر تُعادل اندماج الوحدات الفرعية γ-β البكتيرية الطبيعية، بينما تُعادل وحدتها الفرعية "β" وحدة α البكتيرية الطبيعية. [ 10 ] من المُرجّح أن تكون بنية السلاسل الثلاث هي البنية الأصلية. [ 13 ]

نشاط

تبلغ قيمة kcat / Km لإنزيم اليورياز في معالجة اليوريا 10 إلى 14 ضعفًا من معدل تفاعل الإزالة غير المحفز لليوريا . [ 5 ] وهناك العديد من الأسباب الطبيعية لهذه الظاهرة. فقرب اليوريا من المجموعات النشطة في الموقع النشط، بالإضافة إلى توجيهها الصحيح، يسمح بحدوث التحلل المائي بسرعة. وتتميز اليوريا وحدها بثباتها العالي نظرًا لأشكال الرنين التي يمكن أن تتخذها. ويُعزى ثبات اليوريا إلى طاقة الرنين الخاصة بها ، والتي قُدّرت بنحو 30-40 كيلو كالوري/مول. [ 5 ] وذلك لأن أشكال الرنين ثنائية القطب تُساهم جميعها بالإلكترونات إلى ذرة الكربون الكربونيلية ، مما يجعلها أقل إلكتروفيلية ، وبالتالي أقل تفاعلًا مع الهجوم النيوكليوفيلي. [ 5 ]

الموقع النشط

يقع الموقع النشط لإنزيمات اليورياز في الوحدات الفرعية α (ألفا) . وهو عبارة عن مركز نيكل ثنائي الجزيء من نوع μ-هيدروكسو ، بمسافة بين الذرات تبلغ حوالي 3.5 أنغستروم. [ 5 ] يرتبط زوج Ni(II) بروابط مضادة للمغناطيسية ضعيفة . [ 14 ] تؤكد دراسات مطيافية امتصاص الأشعة السينية (XAS) لبكتيريا Canavalia ensiformis (فاصوليا جاك)، و Klebsiella aerogenes ، و Sporosarcina pasteurii (المعروفة سابقًا باسم Bacillus pasteurii ) [ 15 ] وجود أيونات نيكل ذات 5-6 روابط تنسيقية مع ارتباط حصري بالأكسجين/النيتروجين، بما في ذلك رابطتين من الإيميدازول لكل ذرة نيكل. [ 9 ] يُقترح أن يحل ركيزة اليوريا محل روابط الماء .

تُشكّل جزيئات الماء الموجودة بالقرب من فتحة الموقع النشط عنقودًا رباعي الأوجه يملأ تجويف الموقع عبر روابط هيدروجينية . يُقترح أن بعض بقايا الأحماض الأمينية تُشكّل غطاءً متحركًا للموقع، يُسهّل مرور الركيزة. [ 3 ] تُعدّ بقايا السيستين شائعة في منطقة الغطاء للإنزيمات، وقد تبيّن أنها ليست ضرورية للحفز، على الرغم من دورها في تحديد موضع البقايا الرئيسية الأخرى في الموقع النشط بشكل مناسب. [ 16 ] في يورياز Sporosarcina pasteurii ، وُجد الغطاء في هيئته المفتوحة، بينما يبدو أن هيئته المغلقة ضرورية للتفاعل. [ 15 ]

عند المقارنة، تتطابق الوحدات الفرعية α من يورياز هيليكوباكتر بيلوري ويوريازات بكتيرية أخرى مع يوريازات فول جاك. [ 16 ]

لم يُلاحظ ارتباط اليوريا بالموقع النشط لإنزيم اليورياز. [ 10 ]

الآليات المقترحة

بليكلي/زيرنر

اقترح بلاكلي وزيرنر آليةً لتحفيز هذا التفاعل بواسطة إنزيم اليورياز. [ 17 ] تبدأ هذه الآلية بهجوم نيوكليوفيلي من ذرة أكسجين الكربونيل في جزيء اليوريا على ذرة النيكل خماسية التناسق (Ni-1). يُستبدل جزيء ماء ضعيف التناسق بمكانه. يُكوّن زوج إلكتروني حر من إحدى ذرات النيتروجين في جزيء اليوريا رابطةً ثنائية مع ذرة الكربون المركزية، ويتفاعل أيون الأمونيوم (NH₂⁻) الناتج من الركيزة المنسقة مع مجموعة مجاورة موجبة الشحنة. اقترح بلاكلي وزيرنر أن تكون هذه المجموعة المجاورة أيون الكربوكسيلات ، على الرغم من أن الكربوكسيلات منزوعة البروتون تكون سالبة الشحنة.

يُنزع بروتون من رابطة الهيدروكسيد المرتبطة بذرة النيكل سداسية التناسق بواسطة قاعدة. ثم تتعرض ذرة الكربون الكربونيلية لهجوم من ذرة الأكسجين ذات السالبية الكهربية العالية. ويعود زوج من الإلكترونات من الرابطة الثنائية بين النيتروجين والكربون إلى النيتروجين، مما يُعادل الشحنة عليه، بينما تتخذ ذرة الكربون رباعية التناسق الآن وضعية رباعية الأوجه وسيطة.

يُساعد وجود مجموعة سلفهيدريل في السيستين ، بالقرب من الموقع النشط، على تحلل هذا المركب الوسيط. ترتبط ذرة هيدروجين بإحدى ذرات النيتروجين، مما يؤدي إلى كسر الرابطة بينها وبين الكربون، وإطلاق جزيء NH₃ . في الوقت نفسه، تنكسر الرابطة بين الأكسجين والنيكل سداسي التناسق. ينتج عن ذلك أيون كاربامات مرتبط بالنيكل خماسي التناسق، والذي يُستبدل بجزيء ماء، مما يُعيد تنشيط الإنزيم.

ثم يتحلل الكربامات الناتج تلقائيًا لإنتاج الأمونيا وحمض الكربونيك . [ 18 ]

هاوسينجر/كاربلوس

تحاول الآلية التي اقترحها هاوسينجر وكاربلوس معالجة بعض المشكلات الظاهرة في مساري بلاكلي وزيرنر، وتركز على مواقع السلاسل الجانبية التي تُشكل جيب ارتباط اليوريا. [ 5 ] انطلاقًا من البنى البلورية ليورياز بكتيريا Klebsiella aerogenes ، جادل البعض بأن القاعدة العامة المستخدمة في آلية بلاكلي، وهي الهيستيدين 320 ، كانت بعيدة جدًا عن جزيء الماء المرتبط بالنيكل (Ni2) بحيث لا يمكنها نزع البروتون لتكوين مجموعة الهيدروكسيد المهاجمة. إضافةً إلى ذلك، لم يتم تحديد الرابط الحمضي العام اللازم لبرتنة نيتروجين اليوريا. [ 19 ] يقترح هاوسينجر وكاربلوس مخطط برتنة عكسي، حيث يلعب الشكل المُبرتَن من رابط الهيستيدين 320 دور الحمض العام، ويكون جزيء الماء المرتبط بالنيكل (Ni2) في حالة منزوعة البروتون. [ 5 ] تتبع الآلية المسار نفسه، مع حذف القاعدة العامة (لعدم الحاجة إليها)، حيث يتبرع الهيستيدين 320 ببروتونه لتكوين جزيء الأمونيا، الذي يُطلق بعد ذلك من الإنزيم. وبينما لن تكون غالبية روابط الهيستيدين 320 والماء المرتبط به في صورها النشطة (المبرتنة وغير المبرتنة على التوالي)، فقد حُسب أن حوالي 0.3% من إجمالي إنزيم اليورياز سيكون نشطًا في أي وقت. [ 5 ] على الرغم من أن هذا قد يوحي منطقيًا بأن الإنزيم ليس فعالًا للغاية، إلا أنه خلافًا للمعرفة السائدة، فإن استخدام مخطط البروتنة العكسي يوفر ميزة تتمثل في زيادة تفاعل الشكل النشط، مما يعوض العيب. [ 5 ] كما أن وضع رابط الهيستيدين 320 كمكون أساسي في الآلية يأخذ في الاعتبار منطقة الغطاء المتحركة للإنزيم. بما أن رابطة الهيستيدين هذه جزء من الغطاء المتحرك، فإن ارتباط ركيزة اليوريا للتحفيز يغلق هذا الغطاء فوق الموقع النشط، ومع إضافة نمط الروابط الهيدروجينية لليوريا من روابط أخرى في الجيب، يشير ذلك إلى انتقائية إنزيم اليورياز لليوريا. [ 5 ]

سيورلي/مانغاني

تُعدّ الآلية التي اقترحها سيورلي ومانغاني [ 20 ] من أحدث النظريات المقبولة حاليًا لآلية عمل إنزيم اليورياز، وتستند أساسًا إلى الأدوار المختلفة لأيوني النيكل في الموقع النشط. [ 15 ] يرتبط أحدهما باليوريا وينشطها، بينما يرتبط الآخر بجزيء الماء النيوكليوفيلي وينشطه. [ 15 ] وفقًا لهذا الاقتراح، تدخل اليوريا إلى تجويف الموقع النشط عندما يكون "الغطاء" المتحرك (الذي يسمح بدخول اليوريا إلى الموقع النشط) مفتوحًا. ويتحقق استقرار ارتباط اليوريا بالموقع النشط عبر شبكة من الروابط الهيدروجينية ، التي توجه الركيزة إلى التجويف التحفيزي. [ 15 ] ترتبط اليوريا بالنيكل خماسي التناسق (Ni1) عبر ذرة أكسجين الكربونيل . ثم تقترب من النيكل سداسي التناسق (Ni2) عبر إحدى مجموعات الأمين، لتشكل جسرًا بين مركزي النيكل. [ 15 ] يتم تثبيت ارتباط ذرة أكسجين الكربونيل في اليوريا مع Ni1 من خلال حالة بروتنة His α222 Nԑ. بالإضافة إلى ذلك، يُحدث التغير التكويني من الحالة المفتوحة إلى الحالة المغلقة للغطاء المتحرك إعادة ترتيب لمجموعة الكربونيل Ala α222 بحيث تشير ذرة الأكسجين الخاصة بها إلى Ni2. [ 15 ] يتم توجيه Ala α170 وAla α366 الآن بطريقة تجعل مجموعات الكربونيل الخاصة بهما تعمل كمستقبلات للروابط الهيدروجينية تجاه مجموعة NH2 في اليوريا، مما يُسهل ارتباطها بـ Ni2. [ 15 ] اليوريا ربيطة مخلبية ضعيفة جدًا نظرًا لضعف الخاصية القاعدية لويس لمجموعات NH2 الخاصة بها . ومع ذلك، فإن ذرات أكسجين الكربونيل في Ala α170 وAla α366 تُعزز قاعدية مجموعات NH2 وتسمح بالارتباط بـ Ni2. [ 15 ] لذلك، في هذه الآلية المقترحة، يتم تحديد موقع اليوريا في الموقع النشط بواسطة الخصائص البنيوية لبقايا الموقع النشط، والتي تتوضع لتعمل كمانحات للروابط الهيدروجينية بالقرب من Ni1 وكمستقبلات بالقرب من Ni2. [ 15 ] يتمثل الاختلاف البنيوي الرئيسي بين آلية Ciurli/Mangani والآليتين الأخريين في أنها تتضمن يوريا رابطة بين النيتروجين والأكسجين تتعرض لهجوم من أيون هيدروكسيد رابط . [ 18 ]

دور في التسبب في المرض

غالباً ما تكون اليوريازات البكتيرية هي آلية إمراضية للعديد من الحالات الطبية. وهي مرتبطة باعتلال الدماغ الكبدي / الغيبوبة الكبدية ، وحصى الكلى، وقرحة المعدة. [ 21 ]

حصى العدوى

تتكون حصوات المسالك البولية الناتجة عن العدوى من مزيج من الستروفيت (MgNH₄PO₄ • 6H₂O ) وكربونات الأباتيت [ Ca₁₀ ( PO₄ ) ₆•CO₃ ] . [ 21 ] هذه الأيونات متعددة التكافؤ قابلة للذوبان، ولكنها تصبح غير قابلة للذوبان عند إنتاج الأمونيا من اليورياز الميكروبي أثناء تحلل اليوريا ، حيث يؤدي ذلك إلى زيادة درجة حموضة الوسط المحيط من حوالي 6.5 إلى 9. [ 21 ] ينتج عن هذه القلوية تبلور الحصوات . [ 21 ] في البشر، يُعد اليورياز الميكروبي، Proteus mirabilis ، الأكثر شيوعًا في حصوات المسالك البولية الناتجة عن العدوى. [ 22 ]

اليورياز في اعتلال الدماغ الكبدي / الغيبوبة الكبدية

أظهرت الدراسات أن جرثومة الملوية البوابية، إلى جانب تليف الكبد، تُسبب اعتلال الدماغ الكبدي والغيبوبة الكبدية . [ 23 ] تُفرز جرثومة الملوية البوابية إنزيمات اليورياز في المعدة، حيث يقوم هذا الإنزيم بتحليل اليوريا لإنتاج الأمونيا وحمض الكربونيك . ونظرًا لتمركز البكتيريا في المعدة، يمتص الجهاز الدوري الأمونيا المُنتجة بسهولة من تجويف المعدة . [ 23 ] ينتج عن ذلك ارتفاع مستويات الأمونيا في الدم، وهي حالة تُعرف باسم فرط أمونيا الدم ؛ ويُظهر القضاء على جرثومة الملوية البوابية انخفاضًا ملحوظًا في مستويات الأمونيا . [ 23 ]

اليورياز في قرحة المعدة

تُعدّ جرثومة الملوية البوابية (Helicobacter pylori) أيضًا سببًا لقرحة المعدة، حيث تظهر في 55-68% من الحالات المُبلغ عنها. [ 24 ] وقد تأكد ذلك من خلال انخفاض نزيف القرحة وتكرارها بعد القضاء على الجرثومة . [ 24 ] في المعدة، يرتفع الرقم الهيدروجيني للغشاء المخاطي نتيجة لتحلل اليوريا ، مما يمنع انتقال أيونات الهيدروجين بين الغدد المعدية وتجويف المعدة . [ 21 ] بالإضافة إلى ذلك، تؤثر التركيزات العالية للأمونيا على الوصلات الخلوية المحكمة ، مما يزيد من نفاذيتها ويُخلّ بسلامة الغشاء المخاطي للمعدة. [ 21 ] [ 25 ]

التواجد والتطبيقات في الزراعة

توجد اليوريا بشكل طبيعي في البيئة، كما تُضاف صناعيًا، وتشكل أكثر من نصف الأسمدة النيتروجينية الاصطناعية المستخدمة عالميًا. [ 26 ] يُعتقد أن الاستخدام المفرط لليوريا يُسهم في ظاهرة التخثث ، على الرغم من ملاحظة أن اليوريا تتحول بسرعة بواسطة إنزيمات اليورياز الميكروبية، وبالتالي لا تبقى عادةً. [ 27 ] غالبًا ما يُقاس نشاط اليورياز البيئي كمؤشر على صحة المجتمعات الميكروبية. في غياب النباتات، يُعزى نشاط اليورياز في التربة عمومًا إلى الكائنات الحية الدقيقة غيرية التغذية، على الرغم من أنه ثبت أن بعض البكتيريا الكيميائية ذاتية التغذية المؤكسدة للأمونيوم قادرة على النمو باستخدام اليوريا كمصدر وحيد للكربون والنيتروجين والطاقة. [ 28 ]

التثبيط في الأسمدة

يُعدّ تثبيط إنزيم اليورياز هدفًا هامًا في الزراعة، نظرًا لأن التحلل السريع للأسمدة القائمة على اليوريا يُعدّ مُهدرًا ومُضرًا بالبيئة. [ 29 ] يُعتبر فينيل فوسفورودياميدات و N- ( ن -بوتيل)ثيوفوسفوريك تراياميد من هذه المُثبّطات. [ 30 ]

التمعدن الحيوي

بفضل قدرتها على تعزيز تكوين كربونات الكالسيوم ، تُعدّ اليورياز مفيدةً في العمليات المستوحاة من التمعدن الحيوي . [ 31 ] والجدير بالذكر أن تكوين كربونات الكالسيوم الناتج عن العمليات الميكروبيولوجية يُمكن استخدامه في صناعة الخرسانة الحيوية . [ 32 ]

تأثير غير إنزيمي

إضافةً إلى عملها كإنزيم، فإن بعض اليوريازات (وخاصةً النباتية منها) لها تأثيرات إضافية تستمر حتى عند تعطيل وظيفتها التحفيزية. تشمل هذه التأثيرات سمية الحشرات، وتثبيط الفطريات، والسمية العصبية في الثدييات، وتعزيز عملية البلعمة وإنتاج الإيكوزانويدات الالتهابية في الثدييات، وتحفيز الانجذاب الكيميائي في البكتيريا. قد تكون هذه الأنشطة جزءًا من آلية دفاعية. [ 13 ]

لوحظت سمية اليورياز للحشرات لأول مرة في كاناتوكسين، وهو نظير متماثل ليورياز فول جاك. وقد كشف هضم الببتيد عن جزء بوزن 10 كيلو دالتون مسؤول بشكل أساسي عن هذا التأثير، ويُسمى جابوريتوكس. ويُطلق على جزء مماثل من يورياز فول الصويا اسم سويوريتوكس. ومع ذلك، تُظهر الدراسات التي أُجريت على الحشرات أن البروتين بأكمله سام دون الحاجة إلى أي هضم. ومع ذلك، تُبشر ببتيدات "يوريتوكس"، نظرًا لتركيز سميتها العالي، بإمكانية استخدامها كمبيدات حيوية . [ 13 ]

كاختبار تشخيصي

تنتج العديد من مسببات الأمراض في الجهاز الهضمي أو المسالك البولية اليورياز، مما يتيح استخدام الكشف عن اليورياز كأداة تشخيصية للكشف عن وجود مسببات الأمراض.

تشمل مسببات الأمراض التي تتفاعل إيجابياً مع اليورياز ما يلي:

الروابط

المثبطات

تُعرف مجموعة واسعة من مثبطات اليورياز ذات عائلات بنيوية مختلفة. ولا يقتصر تثبيط اليورياز على أهميته في الزراعة فحسب، بل يمتد ليشمل الطب أيضاً، حيث تُنتج مسببات الأمراض مثل جرثومة الملوية البوابية اليورياز كآلية للبقاء. وتشمل الفئات البنيوية المعروفة للمثبطات ما يلي: [ 34 ] [ 35 ]

  • نظائر اليوريا، وأقواها مركبات الثيوريا مثل 1-(4-كلوروفينيل)-3-بالميتويل ثيوريا.
  • الفوسفوراميدات، وهي الأكثر استخدامًا في الزراعة (انظر أعلاه).
  • الهيدروكينون والكينونات. في الطب، تُعد الكينولونات الأكثر إثارة للاهتمام ، وهي بالفعل فئة من المضادات الحيوية واسعة الاستخدام.
  • بعض المستقلبات النباتية هي أيضاً مثبطات لليورياز، ومن الأمثلة على ذلك الأليسين . ولها إمكانات كمضافات للأسمدة صديقة للبيئة [ 36 ] وكأدوية طبيعية.

اِستِخلاص

عُزل اليورياز لأول مرة على شكل بلورات عام 1926 بواسطة سومنر، باستخدام الإذابة بالأسيتون والطرد المركزي. [ 37 ] وقد زاد الطلب على اليورياز في الكيمياء الحيوية الحديثة. وقد أثبتت كل من دقيق الفاصولياء جاك ، [ 38 ] وبذور البطيخ ، [ 39 ] وبذور البازلاء [ 40 ] أنها مصادر مفيدة لليورياز.

انظر أيضاً

مراجع

  1. ↑ PDB : 2KAU ؛جابري إي، كار إم بي، هاوسينجر آر بي، كاربلوس بي إيه (مايو 1995). "البنية البلورية لليورياز من كليبسيلا أيروجينز". مجلة ساينس . 268 (5213): 998-1004 . Bibcode : 1995Sci...268..998J . doi : 10.1126/science.7754395 . PMID 7754395 . 
  2. ↑ هولم إل، ساندر سي (1997). "كنز تطوري: توحيد مجموعة واسعة من الأميدوهيدرولازات المرتبطة باليورياز". البروتينات . 28 (1): 72-82 . CiteSeerX 10.1.1.621.2752 . doi : 10.1002/(SICI)1097-0134(199705)28:1 < 72::AID-PROT7 > 3.0.CO ; 2 -L . PMID 9144792. S2CID 38845090 .   
  3. 1 2 كراجيفسكا ب، فان إلديك ر، برينديل م (13 أغسطس 2012). "دراسات حركية التدفق المتوقف المعتمدة على درجة الحرارة والضغط ليورياز فول جاك. الآثار المترتبة على الآلية التحفيزية" . مجلة الكيمياء البيولوجية غير العضوية . 17 (7): 1123-1134 . doi : 10.1007/s00775-012-0926-8 . PMC 3442171. PMID 22890689 .  
  4. ↑ Musculus، « Sur le Ferment de l'urée »، Comptes rendus de l'Académie des Sciences، المجلد. 82، 1876، ص 333-336، يمكن الوصول إليه في جاليكا
  5. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 كاربلوس، ب. أ.، بيرسون، م. أ.، هاوسينجر، ر. ب. (1997). "سبعون عامًا من اليورياز البلوري: ماذا تعلمنا؟". مجلة أبحاث الكيمياء . 30 (8): 330-337 . doi : 10.1021/ar960022j .
  6. ↑ جائزة نوبل في الكيمياء 1946
  7. ↑ ديمولينغ، فريدريك؛ فيغيروا، دانييلا؛ باث، إرلاند (1 أكتوبر 2007). "مقارنة العوامل التي تحد من نمو البكتيريا في أنواع مختلفة من التربة" . علم الأحياء والكيمياء الحيوية للتربة . 39 (10): 2485-2495 . Bibcode : 2007SBiBi..39.2485D . doi : 10.1016/j.soilbio.2007.05.002 . ISSN 0038-0717 . 
  8. ^ أنكي إم، جروبل بي، كرونيمان إتش، جرون إم (1984). “النيكل – عنصر أساسي”. IARC العلوم. نشر. (53): 339- 65. بميد 6398286 . 
  9. 1 2 كارتر إي إل، فلوغا إن، بوير جيه إل، مولروني إس بي، هاوسينجر آر بي (1 يناير 2009). " التفاعل بين أيونات المعادن واليورياز" . علم المعادن . 1 (3): 207-221 . doi : 10.1039/b903311d . PMC 2745169. PMID 20046957 .  
  10. 1 2 3 4 5 6 كراجيفسكا ب (30 يونيو 2009). "اليورياز 1. الخصائص الوظيفية والتحفيزية والحركية: مراجعة" . مجلة التحفيز الجزيئي ب: الإنزيمي . 59 ( 1-3 ): 9-21 . doi : 10.1016/j.molcatb.2009.01.003 .
  11. ها ، ن. س.، أوه، س. ت.، سونغ، ج. ي.، تشا، ك. أ.، لي، م. هـ.، أوه، ب. هـ. (31 مايو 2001). "التجميع فوق الجزيئي ومقاومة الحموضة ليورياز هيليكوباكتر بيلوري". مجلة نيتشر للبيولوجيا التركيبية . 8 (6): 505-509 . doi : 10.1038/88563 . PMID 11373617. S2CID 26548257 .  
  12. ↑ ستروغاتسكي د، ماكنولتي ر، مونسون ك، تشين سي ك، سولتيس إس إم، ساكس ج، لوك هـ (8 ديسمبر 2012). " بنية قناة اليوريا المُفعّلة بالبروتونات من جرثومة المعدة الممرضة هيليكوباكتر بيلوري" . نيتشر . 493 (7431): 255-258 . doi : 10.1038/nature11684 . PMC 3974264. PMID 23222544 .  
  13. 1 2 3 كاباون، ك؛ بيوفيسان، أ.ر؛ كارليني، س.ر؛ ليغابو-براون، ر (سبتمبر 2018). " اليورياز: الجوانب التاريخية، والخصائص التحفيزية وغير التحفيزية - مراجعة" . مجلة البحوث المتقدمة . 13 : 3-17 . doi : 10.1016/j.jare.2018.05.010 . PMC 6077230. PMID 30094078 .  
  14. ↑ سيورلي إس، بينيني إس، ريبنيوسكي دبليو آر، ويلسون كيه إس، ميليتي إس، مانغاني إس (1999). "الخواص البنيوية لأيونات النيكل في اليورياز: رؤى جديدة حول آليات التحفيز والتثبيط". مراجعات كيمياء التناسق . 190-192 : 331-355 . doi : 10.1016/S0010-8545(99)00093-4 .
  15. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 بينيني إس، ريبنيوسكي دبليو آر، ويلسون كيه إس، ميليتي إس، سيورلي إس، مانغاني إس (31 يناير 1999). "اقتراح جديد لآلية عمل اليورياز بناءً على البنية البلورية للإنزيم الأصلي والمثبط من بكتيريا باسيلوس باستوري: لماذا يكلف تحلل اليوريا قطعتين من النيكل؟" . ستراكشر . 7 (2): 205-216 . doi : 10.1016/S0969-2126(99)80026-4 . PMID 10368287 . 
  16. 1 2 مارتن بي آر، هاوسينجر آر بي (5 أكتوبر 1992). "الطفرات الموجهة للموقع للسيستين في الموقع النشط لإنزيم اليورياز في بكتيريا كليبسيلا إيروجينز " . مجلة الكيمياء البيولوجية . 267 (28): 20024-20027 . doi : 10.1016/S0021-9258(19)88659-3 . PMID 1400317 . 
  17. ↑ ديكسون، ن. إي.، ريدلز، ب. و.، غازولا، س.، بليكلي، ر. ل.، زيرنر، ب. (1979). "يورياز جاك جاك بين (EC3.5.1.5). الجزء الخامس: حول آلية عمل اليورياز على اليوريا، والفورماميد، والأسيتاميد، وN-ميثيل يوريا، والمركبات ذات الصلة". المجلة الكندية للكيمياء الحيوية . 58 (12): 1335-1344 . doi : 10.1139/o80-181 . PMID 6788353 . 
  18. 1 2 زيمر م (أبريل 2000). "تقييم الميكانيكا الجزيئية للآليات المقترحة لتحلل اليوريا بواسطة اليورياز". مجلة ديناميكيات بنية الجزيئات الحيوية . 17 (5): 787-97 . doi : 10.1080/07391102.2000.10506568 . PMID 10798524. S2CID 41497756 .  
  19. ↑ جابري إي، كار إم بي، هاوسينجر آر بي، كاربلوس بي إيه (19 مايو 1995). "البنية البلورية لليورياز من كليبسيلا أيروجينز". مجلة ساينس . 268 (5213): 998-1004 . Bibcode : 1995Sci...268..998J . doi : 10.1126/science.7754395 . PMID 7754395 . 
  20. ↑ زامبيلي ب، موسياني ف، بنيني س، سيورلي س (19 يوليو 2011). "كيمياء أيونات النيكل الثنائي في اليورياز: الاستشعار، والنقل، والتحفيز". مجلة أبحاث الكيمياء . 44 (7): 520-530 . doi : 10.1021/ar200041k . PMID 21542631 . 
  21. 1 2 3 4 5 6 موبلي إتش إل، هاوسينجر آر بي (مارس 1989). "اليوريازات الميكروبية: أهميتها، وتنظيمها، وخصائصها الجزيئية" . مراجعات علم الأحياء الدقيقة . 53 (1): 85-108 . doi : 10.1128/MMBR.53.1.85-108.1989 . PMC 372718. PMID 2651866 .  
  22. ↑ روزنشتاين، آي جيه (1 يناير 1986). "حصى المسالك البولية: دراسات ميكروبيولوجية وبلورية". مراجعات نقدية في علوم المختبرات السريرية . 23 (3): 245-277 . doi : 10.3109/10408368609165802 . PMID 3524996 . 
  23. 1 2 3 أغراوال أ، غوبتا أ، تشاندرا م، كوار س (17 مارس 2011). "دور عدوى جرثومة الملوية البوابية في إمراضية اعتلال الدماغ الكبدي البسيط وتأثير استئصالها". المجلة الهندية لأمراض الجهاز الهضمي . 30 (1): 29-32 . doi : 10.1007/s12664-011-0087-7 . PMID 21416318. S2CID 25452909 .  
  24. تانغ جيه إتش، ليو إن جيه، تشينغ إتش تي، لي سي إس، تشو واي واي، سونغ كيه إف، لين سي إتش، تسو واي كيه، ليان جيه إم، تشينغ سي إل (فبراير 2009). "التشخيص التنظيري لعدوى جرثومة المعدة (هيليكوباكتر بيلوري) عن طريق اختبار اليورياز السريع في حالات قرحة المعدة النزفية: دراسة مستقبلية للحالات والشواهد". مجلة طب الجهاز الهضمي السريري . 43 (2): 133-139 . doi : 10.1097/MCG.0b013e31816466ec . PMID 19230239. S2CID 27784917 .  
  25. ↑ كارون تي جيه، سكوت كي إي، فوكس جي جي، هاجن إس جيه (أكتوبر 2015). "اضطراب الوصلات المحكمة: جرثومة الملوية البوابية واختلال وظيفة الحاجز المخاطي المعدي" . المجلة العالمية لأمراض الجهاز الهضمي . 21 (40): 11411-27 . doi : 10.3748/wjg.v21.i40.11411 . PMC 4616217. PMID 26523106 .  
  26. ↑ غليبرت، ب.، هاريسون، ج.، هيل، س.، سيتزينغر، س. (2006). "الاستخدام المتزايد لليوريا عالميًا - تغير عالمي يساهم في التخثث الساحلي". الكيمياء الحيوية الجيولوجية . 77 (3): 441-463 . Bibcode : 2006Biogc..77..441G . doi : 10.1007/s10533-005-3070-5 . S2CID 2209850 . 
  27. ↑ دايغ، أ. ل.، سافين، م. س.، براي، ك.، نورمان، ر.، ميلر، د. (2014). "استمرار اليوريا في مياه الفيضانات والتربة المستخدمة في إنتاج الأرز المغمور". استخدام التربة وإدارتها . 30 (4): 463-470 . Bibcode : 2014SUMan..30..463D . doi : 10.1111/sum.12142 . S2CID 97961385 . 
  28. ↑ مارش كيه إل، سيمز جي كيه، مولفاني آر إل (نوفمبر 2005). "توافر اليوريا للبكتيريا ذاتية التغذية المؤكسدة للأمونيا وعلاقته بمصير اليوريا الموسومة بالكربون-14 والنيتروجين-15 المضافة إلى التربة". بيولوجيا وخصوبة التربة . 42 (2): 137-145 . doi : 10.1007/s00374-005-0004-2 . S2CID 6245255 . 
  29. ↑ بان ب، لام س ك، موسير أ، لو ي، تشين د (2016). "تطاير الأمونيا من الأسمدة الاصطناعية واستراتيجيات الحد منه: دراسة تركيبية عالمية". الزراعة، النظم الإيكولوجية والبيئة . 232 : 283-289 . Bibcode : 2016AgEE..232..283P . doi : 10.1016/j.agee.2016.08.019 .
  30. ↑ غوليفاند ك، بويان م، محمد بناه ف، بيراستيفار ف، جانك ب.س، وانغ ج، وآخرون . (مايو 2019). "تخليق وبنية بلورية وتقييم بيولوجي لمشتقات فوسفوراميد جديدة كمثبطات لليورياز باستخدام دراسات الإرساء، وعلاقة التركيب بالنشاط الكمي، والحركية". الكيمياء العضوية الحيوية . 86 : 482-493 . doi : 10.1016/j.bioorg.2019.01.064 . PMID 30772649. S2CID 73460771 .   
  31. ↑ أنبو ب، كانغ تش، شين واي جيه، سو جيه إس (1 مارس 2016). " تكوين معادن كربونات الكالسيوم بواسطة البكتيريا وتطبيقاتها المتعددة" . سبرينغر بلس . 5 250. doi : 10.1186/s40064-016-1869-2 . PMC 4771655. PMID 27026942 .  
  32. ↑ مونيو س (11 سبتمبر 2015). "عالم هولندي يبتكر خرسانة ذاتية الإصلاح باستخدام البكتيريا" . مجلة التجارة . تم الاطلاع عليه بتاريخ 23 مارس 2018 .
  33. ↑ Zhou C, Bhinderwala F, Lehman MK, Thomas VC, Chaudhari SS, Yamada KJ, et al. (يناير 2019). "يُعدّ اليورياز مُكوّنًا أساسيًا في شبكة الاستجابة الحمضية لبكتيريا المكورات العنقودية الذهبية، وهو ضروري لحدوث عدوى كلوية مُستمرة في الفئران" . PLOS Pathogens . 15 (1) e1007538. doi : 10.1371/journal.ppat.1007538 . PMC 6343930. PMID 30608981 .   
  34. ↑ مودولو، إل في؛ دا سيلفا، سي جيه؛ برانداو، دي إس؛ تشافيز، آي إس (سبتمبر 2018). " مراجعة موجزة لما تعلمناه عن مثبطات اليورياز ذات الأهمية الزراعية منذ منتصف العقد الأول من الألفية الثانية" . مجلة البحوث المتقدمة . 13 : 29-37 . doi : 10.1016/j.jare.2018.04.001 . PMC 6077229. PMID 30094080 .  
  35. ↑ كافارسكي، ب؛ تالما، م (سبتمبر 2018). "التطورات الحديثة في تصميم مثبطات اليورياز الجديدة: مراجعة" . مجلة البحوث المتقدمة . 13 : 101-112 . doi : 10.1016/j.jare.2018.01.007 . PMC 6077125. PMID 30094085 .  
  36. ↑ إي هيوي، تشو؛ زيرين نيسا يحيى، وان؛ منصور، نورليديا (2019). "دمج الأليسين كمثبط لليورياز في بوليمر حيوي قائم على الكيتوزان/النشا لتطبيقات الأسمدة". مواد اليوم: وقائع . 16 : 2187-2196 . doi : 10.1016/j.matpr.2019.06.109 . S2CID 202073615 . 
  37. ↑ غورين جي، بتلر إم إف، كاتيال جي إم، باكلي جي إي (1959). "عزل اليورياز البلوري" (ملف PDF) . وقائع أكاديمية أوكلاهوما للعلوم . 40 : 62-70 . مؤرشف من الأصل (ملف PDF) في 4 مارس 2016. تم الاطلاع عليه في 7 ديسمبر 2014 .
  38. ↑ سونغ إتش واي، لي دبليو إم، تشيو إم جيه، تشانغ سي تي (أكتوبر 1989). "إجراء لتنقية يورياز فول جاك للاستخدام السريري". وقائع المجلس الوطني للعلوم، جمهورية الصين. الجزء ب، علوم الحياة . 13 (4): 250-257 . PMID 2517764 . 
  39. ↑ براكاش أو، بهوشان جي (يناير 1997). "عزل وتنقية وتوصيف جزئي لإنزيم اليورياز من بذور البطيخ ( Citrullus vulgaris )". مجلة الكيمياء الحيوية النباتية والتكنولوجيا الحيوية . 6 (1): 45-47 . Bibcode : 1997JPBB....6...45P . doi : 10.1007/BF03263009 . S2CID 41143649 . 
  40. ↑ الحفناوي، م. إ.، سكران، م.، إسماعيل، أ. إ.، أبو الفتوح، إ. ف. (يوليو 2014). " استخلاص وتنقية وخصائص حركية وديناميكية حرارية لإنزيم اليورياز من بذور نبات البازلاء (Pisum sativum L.) النابتة" . مجلة BMC للكيمياء الحيوية . 15 (1): 15. doi : 10.1186/1471-2091-15-15 . PMC 4121304. PMID 25065975 .  
  • موبلي، إتش إل (2001). "الفصل 16: اليورياز" . في: موبلي، إتش إل، ميندز، جي إل، هازيل، إس إل (محررون). جرثومة الملوية البوابية: علم وظائف الأعضاء وعلم الوراثة . واشنطن العاصمة: مطبعة الجمعية الأمريكية لعلم الأحياء الدقيقة. رقم ISBN 978-1-55581-213-3PMID 21290719​​