Language
Country/Area
No result found
Dari bakteri ke manusia: Bagaimana lisinase melintasi batas kehidupan dan mengubah pemahaman kita?
Leucyl Aminopeptidase (LAP) adalah enzim penting yang secara khusus mengkatalisis hidrolisis residu lisin N-terminal dalam peptida dan protein. Enzim-enzim ini tidak terbatas pada hidrolisis lisin tetapi juga dapat membelah residu N-terminal lainnya, menunjukkan aktivitasnya yang luas dalam berbagai organisme. Berlaku untuk LAP dari berbagai kingdom biologis, termasuk manusia, sapi, babi, dan E. coli. Fungsi biologis enzim-enzim ini dan penggunaannya dalam proses seluler menunjukkan pentingnya enzim-enzim ini di seluruh batas kehidupan.
Kesamaan antara enzim-enzim ini pada bakteri dan manusia telah menyebabkan para ilmuwan untuk memikirkan kembali peran metabolisme protein dalam evolusi.
Struktur enzim dan situs aktif
Fitur penting LAP adalah keragaman struktural dan kesamaan situs aktifnya. Mengambil contoh LAP Escherichia coli (PepA) dan LAP lensa sapi yang ditemukan dalam penelitian ini, situs aktif keduanya secara signifikan serupa dalam struktur. Investigasi LAP asam dalam tomat (LAP-A) menunjukkan bahwa LAP ini mungkin secara fungsional serupa dengan LAP dalam organisme lain. Enzim-enzim ini adalah metalopeptidase dan bergantung pada kation logam divalen seperti Mn2+, Mg2+ dan Zn2+ untuk pemeliharaan. Aktivitasnya. Pada saat yang sama, enzim-enzim ini menunjukkan aktivitas optimal pada pH tinggi (sekitar 8,0) dan suhu tinggi (60°C). Properti ini memungkinkan mereka untuk memainkan peran penting dalam organisme yang berbeda.
Penelitian sebelumnya telah menunjukkan bahwa LAP-A memainkan peran regulasi utama dalam respons imun tanaman, yang sangat kontras dengan keyakinan sebelumnya.
Mekanisme kerja
Meskipun aminopeptidase hanya sedikit mendapat perhatian penelitian di masa lalu, penelitian dalam dua dekade terakhir telah memajukan pemahaman komunitas ilmiah tentang mekanisme enzim ini secara signifikan. Mekanisme kerja LAP lensa sapi dan PepA kini dipahami dengan jelas, tetapi mekanisme LAP-A pada tomat masih perlu dieksplorasi lebih lanjut. Namun, berdasarkan kesamaan biokimia LAP pada berbagai organisme, mekanisme LAP-A tomat mungkin mirip dengan LAP lensa sapi dan PepA.
Fungsi Biologis
Pada awalnya, LAP diyakini hanya sebagai "pemulung" protein seluler dan memainkan peran penting dalam menjaga metabolisme protein terpadu. Namun, penelitian terbaru menemukan bahwa LAP-A memainkan peran regulasi dalam respons imun tomat. Ketika tanaman diserang oleh patogen atau rusak secara mekanis, jalur pensinyalan khusus diaktifkan untuk merespons stres ini. Misalnya, perilaku mengunyah ulat tanduk tembakau (Manduca sexta) menyebabkan kerusakan jaringan yang luas pada tanaman dan memicu respons imun yang berpusat di sekitar asam jasmonat. Kunci respons ini adalah mengatur ekspresi gen awal dan akhir untuk meningkatkan pertahanan tanaman.
Penelitian telah menunjukkan bahwa LAP-A memiliki fungsi pengaturan dalam respons luka akhir tanaman, dan perubahan dalam ekspresinya memengaruhi ketahanan tanaman terhadap serangga.
Osmoregulasi
Protein LAP diekspresikan dalam berbagai organisme laut untuk mengatasi ancaman osmotik yang ditimbulkan pada sel oleh lingkungan dengan kadar garam tinggi. Ketika dihadapkan dengan kadar garam tinggi, LAP mulai mengkatalisis protein dan melepaskan asam amino ke dalam sel dalam upaya untuk menyeimbangkan konsentrasi ion tinggi di lingkungan eksternal dan mencapai stabilitas fisiologis.
KesimpulanDistribusi yang luas dan fungsi lintas kingdom lisinase menunjukkan pentingnya enzim ini dalam ilmu hayati. Enzim ini tidak hanya berperan dalam mikroorganisme, tetapi juga menunjukkan mekanisme dan fungsi biologis yang serupa pada tumbuhan dan hewan tingkat tinggi. Hal ini membuat kita bertanya-tanya, dalam penelitian mendatang, bagaimana enzim ini akan lebih jauh mengubah pemahaman kita tentang evolusi kehidupan dan bioteknologi?
