RAZVOJ MIKROORGANIZAMA-NUTRIENTI

Prof. dr Zora Mijačević

BIOHEMIJSKA AKTIVNOST MIKROORGANIZAMA

RAZLAGANJE PROTEINA

ZASTUPLJENOST POJEDINIH PROTEINA U MLEKU

Proteini mleka Grama/litru% ukupnih proteina

Ukupni proteini 33 100

Ukupni kazein 26 79,5

α- kazein s1 10 30,6

α - kazein s2 2,6 8,0

β-kazein 9,3 28,4

κ-kazein 3,3 10,1

Proteini surutke 6,3 19,3

α -laktoalbumin 1,2 3,7

β -laktoglobulin 3,2 9,8

BSA 0,4 1,2

Imunoglobulini 0,7 2,1

Proteaza pepton 0,8 2,4

BMK ZA SVOJ RAST ZAHTEVAJU MEDIUME BOGATE AMINOKISELINAMA I VITAMINIMA. MLEKO SADRZI 0,1% SLOBODNIH AMINO KISELINA I PEPTIDA STO JE NEDOVOLJNO ZA RAST BMK. DA BI OBEZBEDILE POTREBNE AMINO KISELINE I PEPTIDE RAZVILE SU VEOMA SLOZEN PROTEOLITICKI SISTEM

SISTEM SE SASTOJI OD PROTEINAZA I PEPTIDAZA

PROTEINAZE I PEPTIDAZE SU LOCIRANE NA ĆELIJSKOM ZIDU I MEMBRANI ĆELIJE, A UTVRĐENO JE I PRISUSTVO INTRACELULARNIH PROTEINAZA, PEPTIDAZA I AMINOPEPTIDAZA

ENZIMI KOJI SE NALAZE NA POVRŠINI ĆELIJE IMAJU PRISTUP VIŠEMOLEKULSKIM PROTEINIMA, RAZLAŽU IH NA NIŽEMOLEKULSKA JEDINJENJA KOJA SE DALJE RAZGRAĐUJU POD DEJSTVOM MEMBRANSKIH I INTRACELULARNIH ENZIMA

PROTEOLITICKI SISTEM BAKTERIJA MLECNE KISELINE ČINE

EKSTRACELULARNO LOCIRANE PROTEINAZE SERINSKOG TIPA,

PROTEOLITIČKI SISTEM KOJI HIDROLIZUJE OLIGOPEPTIDE DO AMINOKISELINA I OLIGOPEPTIDA

TRANSPORTNI SISTEM SPECIFICAN ZA DI TRI I OLIGOPEPTIDE,

MNOSTVO INTRACELULARNIH PEPTIDAZA KOJE HIDROLIZUJU PEPTIDE PEPTIDE DO NJIHOVIH KONSTITUENATA AMINOKISELINA

PROTEINAZE HIDROLIZJU NATIVNE ILI DENATURISANE PROTEINE MLEKA DO

PEPTIDA SA 7-16 AMINO KISELINA. OVE PEPTIDE DALJE RAZGRADJUJU ENDO I EKZOPEPTIDAZE LOCIRANE SA SPOLJNE ILI UNUTRASNJE STRANE CELIJSKE MEMBRANE.

PROTEINAZE BAKTERIJA SE SINTETIŠU TOKOM RASTA ISTIH I KATALIZUJU HIDROLIZU PEPTIDNIH VEZA UNUTAR POLIPEPTIDNIH LANACA.

DO SADA OKARAKTERISANE PROTEINAZE MEĐUSOBNO SE RAZLIKUJU PO STRUKTURI KATALITICKIH CENTARA I PO SPECIFICNOSTI DA HIDROLIZUJU PEPTIDNE VEZE IZMEDJU ODREDJENIH AMINOKISELINA.

U ZAVISNOSTI KOJE BOCNE GRUPE AMINO KISELINA SAČINJAVAJU KATALITIČKI CENTAR, PROTEINAZE SE MOGU SVRSTATI U GRUPE:

SERINSKE CISTEINSKE ASPARTICNE METALOPROTEINAZE GRUPA PROTEINA KOJU CINE SVI

ONI ENZIMI CIJI MEHANIZAM KATALIZE JOS UVEK NIJE U POTPUNOSTI IZUCEN

NA PRIMERU BAKTERIJA MLEČNE KISELINE (BMK)

VEĆINA PROUČENIH EKSTRACELULARNIH PROTEINAZA PRIPADAJU SERINSKOJ KLASI

PROTEINAZA PRIBLIŽNO ISTE MOLEKULSKE MASE

IZUZETAK JE PROTEINAZA KOJU SINTETIŠE Lactobacillus delbrueckii ssp. bulgaricus CNZR39 ČIJA SE AKTIVNOST SMANJUJE JEDINO U PRISUSTVU SPECIFIČNIH INHIBITORA ZA CISTEINSKE PROTEINAZE

PROTEINAZE SU KLJUČNI ENZIMI U U SLOŽENIM PROCESIMA PROTEOLIZE ČIJOM AKTIVNOŠĆU NASTAJE VELIKI BROJ RAZLIČITIH OLIGOPEPTIDA SA 4 DO 8 AMINOKISELINA

OBRAZOVANI OLIGOPEPTIDI SADRŽE SVE ESENCIJALNE AMINOKISELINE NEOPHODNE ZA RAST BAKTERIJA.

DOSADAŠNJA SAZNANJA NISU POKAZALA DA AKTIVNOŠĆU PROTEINAZA DOLAZI DO FORMIRANJA ZNAČAJNIH KOLIČINA SLOBODNIH AMINOKISELINA, DI I TRIPEPTIDA

KOD VEĆINE VRSTA BMK PROTEINAZE SU VEZANE ZA ĆELIJSKI ZID

IZUZETAK JE SOJ Lactococcus lactis ssp cremoris ML1 KOD KOGA JE UOČENA DOBRA AKTIVNOST U MLEKU I PORED TOGA ŠTO OVOM SOJU NEDOSTAJE PROTEINAZA VEZANA ZA ĆELIJSKI ZID

POTPUNO ILI DELOMIČNO OSLOBAĐANJE PROTEINAZA VEZANIH ZA ĆELIJDKI ZID MOGUĆE JE POSTIĆI

INKUBACIJOM U PUFERU BEZ Ca2+ PRIMENOM LIZOCIMA LIZIRANJEM ĆELIJA POMOĆU

BAKTERIOGAGA

JONI Ca2+ OMOGUĆAVAJU VEZIVANJE PROTEINAZA ZA ĆELIJSKI ZID I NJIHOVU STABILIZACIJU

SLOBODNE AMINOKISELINE IZ MEDIJA UTIČU NA TRANSLACIJU mRNA, NA KOJOJ SE NALAZI INFORMACIJA O SINTEZI ENZIMA

NOVIJA ISPITIVANJA POKAZUJU DA INTENZITET BIOSINTEZE PROTEINAZA U MNOGOME ZAVISE OD SASTAVA PODLOGE U KOJOJ RASTU

AKTIVNOST PROTEINAZA ZAVISI OD ZASTUPLJENOSTI AMINOKISELINA,

PEPTIDA I JONA Ca2+

PROTEINAZE BMK POKAZUJU RAZLIČITU SPECIFIČNOST PREMA POJEDINIM FRAKCIJAMA KAZEINA

ANALIZE KOJE SU IZVEDENE NA Lactococcus lactis ssp. cremoris POKAZUJU DA POSTOJE DVA RAZLIČITA TIPA PROTEINAZA:

PI i PIII

OSNOVNI SUPSTRAT PROTEINAZA PI TIPA JE β- KAZEIN

PIII TIP PROTEINAZA HIDROLIZUJE SVE TRI FRAKCIJE KAZEINA: αs1, β i κ – KAZEIN

AKTIVNOST PROTEINAZA VEZANA JE I ZA TEMPERATURU

PROTEINAZE PIII TIPA IMAJU OPTIMUM AKTIVNOSTI PRI 30OC

PROTEINAZE PI TIPA PRI 40OC

PREČIŠĆAVANJE I DELIMIČNA PURIFIKACIJA PROTEINAZA VEZANIH ZA ĆELIJSKI ZID BMK SU PROTEINI MOLEKULSKE MASE OD 80-140 kDa

PROTEINAZE BMK IMAJU pH OPTIMUM IZMEĐU 5,5-6,5 I

IZOELEKTRIČNU TAČKU IZMEĐU 4,40-4,55

AKTIVIRAJU IH JONI Ca2+ A INHIBIRAJU IH INHIBITORI ZA SERIN PROTEINAZE

(FENILMETANSULFONILHLORID ILI

DIISOPROPILFLUOROFOSFAT)

PROTEINAZE BMK MOGU TOKOM HIDROLIZE PROTEINA MLEKA OSLOBAĐATI BIOAKTIVNE PEPTIDE

HIDROLIZOM α I β KAZEINA OBRAZUJU SE OLIGOPEPTIDI KOJI SADRŽE AMINOKISELINSKE SEKVENCE PRONAĐENE KOD

KAZOMORFINA KAZOKININA IMUNOPEPTIDA NJIHOVOM DEGRADACIJOM EKZO I ENDO

PEPTIDAZAMA MOŽE DOVESTI DO OSLOBAĐANJA BIOAKTIVNIH PEPRIDA

POLIPEPTIDI SE HIDROLIZUJU POMOĆU PEPTIDAZA DO PEPTIDA I AMINOKISELINA

PEPTIDAZE MOGU BITI EGZOPEPTIDAZE I ENDOPEPTIDAZE

KOJE KATALIŠU HIDROLIZU JEDNE ILI DVE AMINO KISELINE IZ SLOBODNOG N-TERMINALNOG (AMINOPEPTIDAZE)

ILI C-TERMINALNOG (KARBOKSIPEPTIDAZE) OSTATKA PEPTIDNOG LANCA

PEPTIDAZE

AMINOPEPTIDAZE N-pepN- izdvaja aminokiseline N- terminalnog ostataka

AMINOPEPTIDAZe C-pepC-rzlažu dipeptide sa alaninom, leucinom ili lizinom pri N-terminalnom ostatku

DIPEPTIDAZE –pepV predstavljaju metalopeptidaze

TRIPEPTIDAZE (PerT i peptidaza 53) PROLIN SPECIFIČNE PEPTIDAZE

JEDINICA KOJE JE MOGUCE TRANSPORTOVATI KROZ CELIJSKU MEMBRANU (OLIGOPEPTIDI SA 4-6 AMINO KISELINA).

OLIGOPEPTIDI SE DALJE HIDROLIZUJU RAZLICITIM CITOPLAZMATICNIM ENZIMIA DO AMINOKISELINA NEOPHODNI ZA RAST BAKTERIJA.

TRANSPORT AMINOKISELINA I PEPTIDA KOD BMK

Opp SISTEMOM MOGU SE TRANSPORTOVATI PEPTIDI KOJI SADRŽE DO 8 AMINOKISELINSKIH OSTATAKA

ENERGIJA NEOPHODNA ZA TRANSPORT OLIGOPEPTIDA DOBIJA SE PRE HIDROLIZOM ATP NEGO PREKO VODONIČNE PUMPE

OLIGOPEPTIDNI TRANSPORTNI SISTEM ČINE

PET PROTEINA PREKO KOJIH SE OBAVLJA VEZIVANJE I TRANSPORT KROZ CITOPLAZMATIČNU MENBRANU

PROTEIN OppA –VEZUJE PEPTIDE ZA TRANSPORTNE SISTEME KOJE SE NALAZE U CITOPLAZMATIČNOJ MEMBRANI

OppB I OppC PRIPADAJU HIDROFOBNIM PEPTIDIMA I OMOGUĆAVAJU TRANSPORT OLIGOPEPTIDA KROZ CITOPLAZMATIČNU MENBRANU

OppD I OppF DVA ATP VEZUJUĆA PROTEINA

HIDROFOBNI I HIDROFILNI DI I TRI PEPTIDI (DtpP i DtpT) NEOPHODNU ENERGIJU ZA TRANSPORT DOBIJAJU PREKO VODONIČNE PUMPE

KOD MUTANATA KOD KOJIH NEDOSTAJU Opp I DtpT TRANSPORTNI SISTEM OTKRIVEN JE TRANSPORTNI SISTEM GDE SE NEOPHODNA ENERGIJA DOBIJA HIDROLIZOM ATP-a

TRANSPORT AMINOKISELINA KROZ ĆELIJSKU MEMBRANU

TRANSPORTNI SISTEMI ZA TRANSPORT AMINOKISELINA POKAZUJU VELIKU SPECIFIČNOST KA ODREĐENIM I NJIMA SLIČNIM AMINOKISELINAMA(Val, Ser/ Arg/Orn)

ZA TRANSPORT AMINOKISELINA KROZ ĆELIJSKU MEMBRANU ENERGIJA SE OBEZBEĐUJE HIDROLIZOM ATP-a ILI PREKO VODONIČNE PUMPE.

Arg/Orn ULAZE U ĆELIJU KAO REZULTAT RAZLIKE U KONCENTRACIJAMA

PROTEOLITIČKA AKTIVNOST BAKTERIJA MLEČNE KISELINE JE ZNAČAJNA ZA OBEZBEĐIVANJE MATERIJA NEOPHODNIH ZA NJIHOV RAST I RAZMNOŽABANJE

KAO I MATERIJA KOJE ODREĐUJU SENZORNE OSOBINE NAMIRNICA

UKUS NEKIH AMINOKISELINA I PEPTIDA

KOMPONENTE UKUS

L-Gly, L-Ala, L-Pro sladak

L-Val, L-Lys, L-Met gorak ili sladak

L-Leu,L-Ile, L-Phe, L-Trp gorak

L-Asp kiseo

L-Glu na kuvano meso

Glu-Glu, Glu-Asp, Glu-Ser na kuvano meso

Glu-Val-Leu-Asp gorak

Val-Pro-Pro_Phe-Leu-Gin gorak