Křenová peroxidáza - Horseradish peroxidase
Křenová peroxidáza | |||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|
![]() Křenová peroxidáza C1[1] | |||||||
Identifikátory | |||||||
Organismus | |||||||
Symbol | Peroxidáza C1A | ||||||
Alt. symboly | PRXC1A | ||||||
PDB | 1W4W Více struktur | ||||||
UniProt | P00433 | ||||||
Další údaje | |||||||
EC číslo | 1.11.1.7 | ||||||
|
The enzym křenová peroxidáza (HRP), nalezený v kořenech křen, se hojně používá v biochemie aplikace. Jedná se o metaloenzym s mnoha izoformami, z nichž nejvíce studovaným typem je C. Katalyzuje oxidaci různých organických substrátů peroxidem vodíku.
Struktura
Struktura enzymu byla nejprve vyřešena Rentgenová krystalografie v roce 1997[2] a od té doby byl několikrát vyřešen různými substráty.[3] Je to velký alfa-šroubovice protein, který se váže heme jako redox kofaktor.
Substráty
Samotný enzym HRP nebo jeho konjugáty mají malou hodnotu; jeho přítomnost musí být zviditelněna pomocí a Podklad to když oxidovaný pomocí HRP peroxid vodíku jako oxidační činidlo poskytuje charakteristickou změnu barvy, kterou lze detekovat pomocí spektrofotometrické metody.[4][5]
Byly popsány a komercializovány četné substráty pro křenovou peroxidázu, aby se využily žádané vlastnosti HRP. Tyto substráty spadají do několika odlišných kategorií. HRP katalyzuje přeměnu chromogenních substrátů (např. TMB, DAB, ABTS ) na barevné výrobky a při působení produkuje světlo chemiluminiscenční substráty (např. Enhanced Chemiluminescence by luminol ).
Aplikace
Křenová peroxidáza je 44 173,9-daltonový glykoprotein s 6 lysin zbytky, které mohou být konjugovány se značenou molekulou. Produkuje barevné, fluorimetrické,[6] nebo luminiscenční derivát značené molekuly, když je inkubován se správným substrátem, což umožňuje jeho detekci a kvantifikaci. HRP se často používá v konjugáty (molekuly, které byly spojeny geneticky nebo chemicky) za účelem stanovení přítomnosti molekulárního cíle. Například an protilátka konjugované s HRP lze použít k detekci malého množství specifického proteinu v a western blot. Zde protilátka poskytuje specificitu k lokalizaci požadovaného proteinu a enzym HRP v přítomnosti substrátu produkuje detekovatelný signál.[7] Křenová peroxidáza se také běžně používá v technikách, jako je ELISA a Imunohistochemie díky své monomerní povaze a snadnosti, s jakou vyrábí barevné výrobky. Peroxidáza, heme obsahující oxidoreduktáza, je komerčně důležitý enzym, který katalyzuje redukční štěpení peroxidu vodíku donorem elektronů.
Křenová peroxidáza je pro tyto aplikace v mnoha ohledech ideální, protože je menší, stabilnější a levnější než jiné populární alternativy, jako je alkalická fosfatáza. Má také vysokou míru obratu, která umožňuje generování silných signálů v relativně krátkém časovém rozpětí.[8] Vysoké koncentrace fosforečnanu výrazně snižují stabilitu křenové peroxidázy. Kromě biomedicínských aplikací je křenová peroxidáza jedním z enzymů s důležitými environmentálními aplikacemi. Tento enzym je vhodný pro odstraňování hydroxylovaných aromatických sloučenin (HAC), které jsou považovány za primární znečišťující látky v široké škále průmyslových odpadních vod.[9]
Navíc: „V posledních letech se technika značení neuronů pomocí enzymu křenová peroxidáza stala hlavním nástrojem. Ve své krátké historii tuto metodu pravděpodobně používalo více neurobiologové než použili Golgiho skvrna od svého objevu v roce 1870. “[10]
Vylepšená chemiluminiscence (ECL)
Křenová peroxidáza katalyzuje oxidaci luminolu na 3-aminoftalát prostřednictvím několika meziproduktů. Reakce je doprovázena vyzařováním světla o nízké intenzitě při 428 nm. Za přítomnosti určitých chemikálií se však emitované světlo zvyšuje až 1000krát, což usnadňuje detekci světla a zvyšuje citlivost reakce. Zvýšení světelné emise se nazývá vylepšená chemiluminiscence (ECL). Lze použít několik zesilovačů, jako jsou běžně známé modifikované fenoly (hlavně jodfenol). Na trhu však existuje několik substrátů, které používají jiné zesilovače, jejichž výsledkem je luminiscenční signál až 13krát vyšší než u substrátů se zesíleným fenolem.[11] Intenzita světla je měřítkem počtu reagujících molekul enzymu, a tím i množství hybridu. ECL se snadno nastavuje a je citlivý, detekuje asi 0,5 pg nukleové kyseliny v Southern blot a v severní skvrny. Detekce chemiluminiscenčními substráty má oproti chromogenním substrátům několik výhod. Citlivost je 10 až 100krát větší a kvantifikace světelné emise je možná v širokém dynamickém rozsahu, zatímco u barevných sraženin je mnohem omezenější, přibližně o jeden řád menší. Odizolovací filtry jsou mnohem jednodušší, jsou-li použity chemiluminiscenční substráty.
Napodobuje HRP
Bylo zkoumáno mnoho materiálů, které napodobují přírodní HRP. Například nanočástice oxidu železa a hemin - k napodobování HRP byly použity komplexy s obsahem.[12] Tyto HRP podobné umělé enzymy byly použity pro mnoho aplikací, od detekce biomarkerů a imunoznačení tumoru až po antibiofouling.
Viz také
Reference
- ^ PDB: 1w4w; Carlsson GH, Nicholls P, Svistunenko D, Berglund GI, Hajdu J (leden 2005). "Komplexy křenové peroxidázy s mravenčanem, octanem a oxidem uhelnatým". Biochemie. 44 (2): 635–42. doi:10.1021 / bi0483211. PMID 15641789.
- ^ PDB: 1ATJ; Gajhede M, Schuller DJ, Henriksen A, Smith AT, Poulos TL (prosinec 1997). "Krystalová struktura křenové peroxidázy C při rozlišení 2,15 A". Přírodní strukturní biologie. 4 (12): 1032–8. doi:10.1038 / nsb1297-1032. PMID 9406554.
- ^ "Sekvence PDB související s peroxidázou C1A". UniPDB. Evropský bioinformatický institut.
- ^ Veitch NC (únor 2004). „Křenová peroxidáza: moderní pohled na klasický enzym“. Fytochemie. 65 (3): 249–59. doi:10.1016 / j.phytochem.2003.10.022. PMID 14751298.
- ^ Akkara JA, Senecal KJ, Kaplan DL (říjen 1991). "Syntéza a charakterizace polymerů produkovaných křenovou peroxidázou v dioxanu". Journal of Polymer Science. 29 (11): 1561–74. Bibcode:1991JPoSA..29.1561A. doi:10.1002 / pola.1991.080291105.
- ^ Acharya AP, Nafisi PM, Gardner A, MacKay JL, Kundu K, Kumar S, Murthy N (2013). „Fluorescenční peroxidázová sonda zvyšuje citlivost komerčních ELISA o dva řády“. Chem Commun. 49 (88): 10379–10381. doi:10.1039 / c3cc44783a. PMC 4011665. PMID 24071916.
- ^ Chau YP, Lu KS (1995). „Vyšetřování bariérových vlastností krevních ganglií v sympatických gangliích potkanů pomocí iontu lanthanu a křenové peroxidázy jako stopovacích látek“. Acta Anatomica. 153 (2): 135–44. doi:10.1159/000313647. PMID 8560966.
- ^ Beyzavi K, Hampton S, Kwasowski P, Fickling S, Marks V, Clift R (březen 1987). "Srovnání křenové peroxidázy a protilátek značených alkalickou fosfatázou v enzymových imunotestech". Annals of Clinical Biochemistry. 24 (Pt 2) (2): 145–52. doi:10.1177/000456328702400204. PMID 3035992.
- ^ Ghasempur S, Torabi SF, Ranaei-Siadat SO, Jalali-Heravi M, Ghaemi N, Khajeh K (říjen 2007). „Optimalizace procesu oxidační vazby katalyzované peroxidázou pro odstraňování fenolu z odpadních vod metodou povrchové odezvy“. Věda o životním prostředí a technologie. 41 (20): 7073–9. Bibcode:2007EnST ... 41.7073G. doi:10.1021 / es070626q. PMID 17993150.
- ^ Lichtman JW, Purves D (1985). "Značení buněk křenovou peroxidázou". Principy nervového vývoje. Sunderland, Massachusetts: Sinauer Associates. str.114. ISBN 978-0-87893-744-8.
- ^ Vysoce intenzivní HRP-chemiluminiscenční ELISA substrát Archivováno 2016-04-08 na Wayback Machine. Haemoscan.com (11.02.2016). Citováno 2016-03-29.
- ^ Wei H, Wang E (červenec 2013). „Nanomateriály s vlastnostmi podobnými enzymu (nanozymy): umělé enzymy nové generace“. Recenze chemické společnosti. 42 (14): 6060–93. doi:10.1039 / C3CS35486E. PMID 23740388.
externí odkazy
- Křenová peroxidáza v americké národní lékařské knihovně Lékařské předměty (Pletivo)