INVERTASA: CIRI, STRUKTUR, FUNGSI - BIOLOGI - 2025

The invertase , juga dikenal sebagai β-fructofuranoside fructo hidrolase, sebuah glikosil hidrolase enzim berlimpah di alam. Ia mampu menghidrolisis ikatan glikosidik antara dua monosakarida yang membentuk sukrosa, menghasilkan glukosa dan fruktosa gula "terbalik".

Ini hadir dalam mikroorganisme, hewan dan tumbuhan, namun, enzim yang paling banyak dipelajari adalah yang berasal dari tumbuhan dan bakteri dan ragi, karena mereka telah menjadi model untuk banyak studi kinetik perintis di bidang enzim.

Struktur molekul enzim Invertase tanaman (Sumber: Jawahar Swaminathan dan staf MSD di European Bioinformatics Institute via Wikimedia Commons)

Invertase berpartisipasi dalam reaksi katalitik yang memungkinkan pelepasan residu glukosa yang, tergantung pada kebutuhan fisiologis organisme tempat ia diekspresikan, dapat digunakan untuk memperoleh ATP dan NADH. Dengan ini, dimungkinkan untuk mensintesis polisakarida penyimpanan di berbagai organel atau jaringan, antara lain.

Enzim jenis ini juga berperan dalam pengendalian diferensiasi dan perkembangan sel, karena mampu menghasilkan monosakarida yang pada tumbuhan juga memiliki fungsi penting dalam pengaturan ekspresi gen.

Mereka biasanya ditemukan pada kulit buah anggur, kacang polong, tanaman pir Jepang, dan gandum. Meskipun enzim yang paling banyak dieksploitasi secara komersial adalah ragi seperti S. cerevisiae dan jenis bakteri tertentu.

karakteristik

Di alam, berbagai bentuk invertebrata dapat ditemukan dan ini terutama bergantung pada organisme yang dipertimbangkan. Ragi, misalnya, memiliki dua jenis invertase: intraseluler atau sitosol dan ekstraseluler atau periplasmik (antara dinding sel dan membran plasma).

Pada bakteri, invertase berfungsi dalam hidrolisis sukrosa, tetapi ketika dihadapkan pada substrat dengan konsentrasi tinggi, mereka juga menunjukkan aktivitas fruktosiltransferase, karena mereka mampu mentransfer residu fruktosil ke sukrosa disakarida.

Karena enzim ini dapat bekerja dalam rentang pH yang sangat luas, beberapa penulis mengusulkan bahwa enzim tersebut dapat diklasifikasikan sebagai:

- Asam (pH antara 4,5 dan 5,5)

- Netral (pH mendekati 7)

- Alkaline (pH antara 6,5 ​​dan 8,0).

Inversi basa telah dilaporkan di sebagian besar tumbuhan dan di cyanobacteria, sedangkan bakteri memiliki invertase aktif pada pH netral dan basa.

Invertase Sayuran

Pada tumbuhan terdapat tiga jenis enzim invertase, yang terletak di kompartemen subseluler yang berbeda dan memiliki karakteristik dan sifat biokimia yang berbeda.

Demikian juga, fungsi dari setiap jenis invertase yang dijelaskan berbeda, karena mereka tampaknya "mengarahkan" sukrosa disakarida ke jalur seluler tertentu di dalam tumbuhan.

Jadi, menurut lokasi subselulernya, invertebrata asal tumbuhan dapat berupa:

- Invertase vakuolar

- Invertase ekstraseluler (di dinding sel)

- Invertase sitosol.

Invertase vakuola ada sebagai dua isoform yang larut dan bersifat asam di dalam lumen vakuola, sedangkan invertase "ekstraseluler" adalah protein membran perifer, yang terkait dengan membran plasma melalui interaksi ionik.

Karena kedua vakuola dan invertebrata ekstraseluler mengkatalisis hidrolisis sukrosa yang dimulai dengan residu fruktosa, mereka disebut β-fruktofuranosidase dan telah ditunjukkan bahwa mereka juga bekerja pada oligosakarida lain yang mengandung residu β-fruktosa, yaitu, mereka tidak spesifik.

Jenis lain dari invertebrata tumbuhan adalah invertebrata sitosol, yang juga ada sebagai dua isoform netral / basa. Ini khusus untuk sukrosa dan belum dipelajari sebaik dua lainnya.

Struktur

Sebagian besar invertase yang dijelaskan sejauh ini memiliki bentuk dimer dan bahkan multimerik. Satu-satunya invertebrata monomerik yang diketahui adalah yang berasal dari bakteri dan, dalam organisme ini, memiliki berat molekul antara 23 dan 92 kDa.

Invertase vakuolar dan ekstraseluler tumbuhan memiliki berat molekul antara 55 dan 70 kDa dan mayoritas adalah N-terglikosilasi. Hal ini berlaku untuk sebagian besar invertebrata ekstraseluler yang ditemukan di alam, yang berhubungan dengan permukaan luar membran plasma.

Isoenzim ragi memiliki berat molekul yang lebih tinggi, berkisar antara 135 hingga 270 kDa.

Studi lain yang dilakukan dengan enzim bakteri juga menunjukkan bahwa enzim ini memiliki pusat katalitik yang kaya akan struktur lipatan β.

fitur

Bergantung pada organisme tempat mereka diekspresikan, enzim invertase dapat memenuhi banyak fungsi fundamental, selain pengangkutan gula dan hidrolisis sukrosa ke monosakarida penyusunnya. Namun, fungsi alami yang paling banyak ditinjau adalah dari tumbuhan.

Fungsi metabolisme invertebrata pada tumbuhan

Sukrosa, yang merupakan substrat untuk enzim invertase, adalah salah satu gula yang diproduksi dalam tumbuhan selama fotosintesis, setelah itu karbon dioksida direduksi, dengan adanya cahaya, untuk membentuk karbohidrat dan air.

Karbohidrat ini merupakan sumber energi dan karbon utama dalam jaringan tumbuhan non-fotosintetik dan harus diangkut secara vaskular melalui floem dan dari daun, yang merupakan organ fotosintetik utama.

Bergantung pada invertase yang terlibat, glukosa dan fruktosa residu yang diperoleh dari hidrolisis sukrosa ini diarahkan ke jalur metabolisme yang berbeda, di mana mereka adalah bahan bakar penting untuk menghasilkan energi dalam bentuk ATP dan mengurangi daya dalam bentuk NADH.

Fungsi penting lainnya pada tumbuhan

Selain penting untuk memperoleh energi metabolik, invertebrata tumbuhan berpartisipasi dalam pengendalian osmoregulasi dan dalam pertumbuhan dan pemanjangan sel tumbuhan.

Ini adalah hasil dari peningkatan tekanan osmotik yang dihasilkan oleh hidrolisis sukrosa, yang menghasilkan dua molekul aktif osmotik baru: glukosa dan fruktosa.

Jika tinjauan bibliografi dilakukan, akan mudah untuk memverifikasi bahwa invertase juga memiliki fungsi yang dikaitkan dalam mekanisme pertahanan tanaman yang terkait dengan patogen.

Telah ditetapkan bahwa invertase adalah hubungan antara degradasi karbohidrat dan respons terhadap patogen, karena enzim ini menyediakan gula yang meningkatkan ekspresi gen yang diinduksi gula, yang biasanya terkait dengan ekspresi protein yang terkait dengan patogen (PR, Terkait Patogen).

Eksploitasi industri invertebrata mikroorganisme

Sejak penemuannya, reaksi yang dipicu oleh invertase telah dieksploitasi secara industri di banyak sektor perdagangan, termasuk industri pembuatan bir dan toko roti.

Di area makanan, invertebrata digunakan untuk persiapan jeli dan selai, permen, topping cair atau diisi dengan biskuit dan cokelat. Selain itu, salah satu aplikasi yang paling populer adalah produksi sirup, karena ini memiliki kandungan gula yang lebih tinggi, tetapi tidak rentan terhadap kristalisasi.

Dalam industri farmasi, mereka berguna untuk pembuatan sirup obat batuk dan tablet penolong pencernaan, serta untuk sintesis probiotik dan prebiotik, formulasi makanan bayi dan pakan ternak (terutama untuk sapi dan lebah).

Mereka juga telah digunakan dalam industri kertas, untuk pembuatan kosmetik, untuk produksi etil alkohol dan asam organik seperti asam laktat dan lainnya. Invertase yang berasal dari sayuran juga dimanfaatkan untuk sintesis karet alam.

Referensi

1. Kulshrestha, S., Tyagi, P., Sindhi, V., & Sharma, K. (2013). Invertase dan aplikasinya- Tinjauan singkat. Jurnal Penelitian Farmasi, 7, 792-797.
2. Lincoln, L., & More, S. (2017). Invertase bakteri: Keberadaan, produksi, karakterisasi biokimia, dan pentingnya transfruktosilasi. Jurnal Mikrobiologi Dasar, 1-11.
3. Oddo, LP, Piazza, M., & Pulcini, P. (1999). Investasikan aktivitas dalam madu. Apidologie, 30, 57–65.
4. Roitsch, T., & González, M. (2004). Fungsi dan regulasi invertebrata tumbuhan: sensasi manis. TRENDS in Plant, 9 (12), 606–613.
5. Roitsch, T., Balibrea, ME, Hofmann, M., Proels, R., & Sinha, AK (2003). Invertase ekstraseluler: enzim metabolik kunci dan protein PR. Jurnal Botani Eksperimental, 54 (382), 513-524.
6. Strum, A. (1999). Anda akan berinvestasi. Struktur Utama, Fungsi, dan Peran dalam Pengembangan Tanaman dan Partisi Sukrosa. Fisiologi Tumbuhan, 121, 1–7.