Cellulase
Définition
La cellulase distingue un groupe d'enzymes, endoglucanases, polyglucosidases, qui catalysent l'hydrolyse de la cellulose. Elle est une enzyme cellulosique spécialisée dans la dégradation de la cellulose, la transformant en plusieurs monomères de glucose. Elle est un facteur limitant de la cellulose.
La cellulase avec l'endocellulase et l'exocellulase :
La cellulase fait référence à un groupe d'enzymes qui, agissant ensemble, hydrolysent la cellulose. Elle se divise en endocellulase et exocellulase.
Explications
La cellulase est l'une de plusieurs enzymes produites principalement par des champignons, des bactéries et des protozoaires qui catalysent la cellulolyse, la décomposition de la cellulose et de certains polysaccharides apparentés. Le nom est également utilisé pour tout mélange naturel ou complexe de diverses enzymes de ce type, qui agissent en série ou en synergie pour décomposer le matériau cellulosique.
Synthèse des cellulases
Les cellulases sont synthétisées par certains microorganismes (bactéries, champignons, protozoaires) vivant souvent en symbiose avec des animaux phytophages, et par certains animaux phytophages (certains insectes, mollusques et annélides).
Fonctionnement et production
Les cellulases décomposent la molécule de cellulose en monosaccharides ("sucres simples") tels que le bêta-glucose ou des polysaccharides et oligosaccharides plus courts. La dégradation de la cellulose est d'une importance économique considérable, car elle rend disponible un constituant majeur des plantes pour la consommation et l'utilisation dans les réactions chimiques. La réaction spécifique impliquée est l'hydrolyse des liaisons 1,4-bêta-D- glycosidiques dans la cellulose, l'hémicellulose, la lichénine et les bêta-D-glucanes de céréales. Parce que les molécules de cellulose se lient fortement les unes aux autres, la cellulolyse est relativement difficile par rapport à la dégradation d'autres polysaccharides tels que l'amidon.
La plupart des mammifères n'ont qu'une capacité très limitée à digérer eux-mêmes les fibres alimentaires telles que la cellulose. Chez de nombreux animaux herbivores tels que les ruminants comme les bovins et les moutons et les fermenteurs de l'intestin postérieur comme les chevaux, les cellulases sont produites par des bactéries symbiotiques.
Les cellulases sont produites par quelques types d'animaux, tels que certains termites, quoique le cas des termites est particulièrement controversé étant donné qu'il a été découvert récemment que de nombreuses espèces, en plus de produire leur propre cellulase, ont des micro-organismes endosymbiotiques dans leurs voies digestives qui produisent également de la cellulase.
Processus (dégradation de la cellulose)
Le processus par lequel de telles enzymes dégradent la cellulose et, par conséquent, la paroi cellulaire de la plante peut être résumé en trois étapes : la β -1,4-gluconase agit de manière aléatoire sur les liaisons β-1,4 glycosidiques entre unités de glucose qui forment la molécule de cellulose en convertissant les longues chaînes en oligosaccharides.
Ladite enzyme agit sur des régions de cellulose amorphe ou des surfaces de microfibrillation et, par conséquent, diminue la longueur des chaînes de cellulose et la création de nouvelles extrémités réactives qui serviront de substrat pour des réactions ultérieures. La deuxième étape concerne l'enzyme β-1,4-glucanase, qui coupe la chaîne du 1,4-β-D-glucane de l'extrémité non réductrice de la molécule de cellulose et des célodestrines et provoque l'élimination des unités cellobiose ou glucose.
La cellobiose est également un inhibiteur de l'hydrolyse enzymatique réalisée par les endoglucanases et l'exoglucanase, réduisant son efficacité. Enfin dans la dernière étape, la dégradation de la région cristalline se produit après la dégradation des régions amorphes grâce à l'action synergique de endoglucanases et exoglucanase. Voici la dégradation de la cellulose du cellobiose en glucose par l'action de la β-1,4-glucosidase Cb puisque les glucanases sont inhibées par la cellobiase.
La dégradation de la cellulose par les bactéries anaérobies a un mécanisme d'action légèrement différent en place. Les cellulosomes, situés en surface, médient l'adhérence de ces bactéries anaérobies à la surface du substrat, ce qui conduit à une réorganisation surmoléculaire, de manière à redistribuer les sous-unités cellulosiques de sorte qu'elles interagissent avec les différents substrats de référence. Les enzymes cellulaires de base et appliquées, telles que les cellulases, ont démontré leur importance et leur potentiel biotechnologique dans de nombreux secteurs et industries.
Synonymes, antonymes
1 synonyme (sens proche) de "cellulase" :
- enzyme cellulosique
0 antonyme (sens contraire).
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