Autolyse årsaker, faser og konsekvenser

2015
Anthony Golden

De autolyse det er en prosess der celler blir fordøyd enzymatisk ved virkningen av sine egne enzymer. Det betyr bokstavelig talt at mekanismene som fører til sin egen lysis (død) utløses i en celle.

Denne "selvnedbrytingsprosessen" har blitt observert under normal vekst og utvikling av bakterier og sopp. Imidlertid fastslår mange vitenskapelige tekster at den er typisk for "døende" celler eller "sårede" eller "skadede" celler..

Representativt diagram over mobilstrukturen til en gjær (Kilde: Frankie Robertson ved bruk av Inkscape, eget arbeid. [CC BY-SA 2.5 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.5)] via Wikimedia Commons)

Autolyse forekommer også i dyre- og plantevev, men noen forfattere beskriver denne prosessen som den ikke-bakterielle ”selvnedbrytningen” som oppstår etter celledød..

Denne prosessen ble beskrevet av Salkowski, i 1890, som en enzymatisk prosess for selvfordøyelse, men det var i 1900 at Jacobi laget begrepet autolyse. I dag er det kjent at enzymene som er ansvarlige for denne prosessen ikke er "biprodukter" av lysis, men er de samme enzymene som deltar i cellulære prosesser..

Gitt sin betydning for industrien, er den mest grundig gjennomgåtte autolytiske prosessen den som finner sted i gjær, spesielt de som brukes under gjæringsprosessene av alkoholholdige drikker (vin og øl) og i bakeriet..

Autolytiske derivater av gjær blir ofte brukt i formuleringen av kulturmedier, da de representerer en god kilde til aminosyrer og andre ernæringsmessige stoffer..

Artikkelindeks

  • 1 Årsaker til autolyse
  • 2 faser
    • 2.1 Celledød
    • 2.2 Gjærautolyse kan deles i to prosesser
  • 3 konsekvenser
    • 3.1 For næringsmiddelindustrien
  • 4 Referanser

Årsaker til autolyse

Autolyse kan forekomme som respons på en rekke forskjellige faktorer. I encellede organismer (mikroorganismer) reagerer dette fenomenet på mange miljøforhold som temperatur, pH, oksygenkonsentrasjon, sammensetningen av mediet, mengden næringsstoffer, tilstedeværelsen av giftige stoffer osv..

Under gjæringen av vin eller øl, for eksempel, skjer autolyse av gjær som respons på reduksjonen i ernæringskomponentene i gjæringsvæsken, så vel som på den betydelige økningen i konsentrasjonen av etanol, som er et av produktene til stoffskiftet ditt.

Hos mennesker er det bevist at autolytiske prosesser kan utløses av langvarige kirurgiske inngrep eller medisinske prosedyrer, spesielt under endoskopiske disseksjoner av submucosa.

I tillegg forekommer autolyse hos mange dyr på steder der det er sår eller sårdannelser og oppfyller funksjonen med å eliminere skadet vev under helbredelse.

I noen plantevev fungerer autolyse i vekst og utvikling, så vel som i transport av vann og gasser gjennom xylemkanalene, som skjer takket være nedbrytningen av protoplastene (membran + cytosol) i tracheidene; oppstår da som svar på stimuli av planteutvikling.

På den annen side kan visse arter av filamentøse sopp gjennomgå autolyse av cellene som svar på noen antibiotika eller giftige stoffer som påføres miljøet..

Faser

Den autolytiske prosessen som vil bli beskrevet nedenfor er den som finner sted i gjær, men den kan ekstrapoleres til hvilken som helst mikroorganisme eller hvilken som helst gruppe celler i et plante- eller dyrevev..

Celledød

Hver autolytiske prosess begynner med den aktuelle cellenes død. Det opprinnelige fenomenet har å gjøre med endring av de cellulære membransystemene, spesielt når det gjelder eukaryote organismer, som gjør at fordøyelsesenzymer deres kan komme i kontakt med komponentene som vil bli nedbrutt.

Enzymer som deltar i den autolytiske hendelsen er ansvarlige for å nedbryte substratene til mindre fragmenter. For eksempel "kutter" proteaser eller peptidaser nesten hvilken som helst type protein og frigjør peptider eller aminosyrer..

På den annen side nedbryter nukleaser nukleinsyrer som DNA eller RNA, fragmenterer dem og frigjør nukleosider, mononukleotider og polynukleotider. Det er andre enzymer som er ansvarlige for fordøyelsen av noen komponenter i celleveggen, vanligvis glukanaser (i gjær).

Vanligvis er det som er resultatet av cellelyse og fordøyelse kjent som autolysat, som frigjøres til omgivelsene gjennom brudd i gjærcelleveggen, hvor fordøyelsen kan fortsette. Konsentrasjonen av de nedbrutte mobilkomponentene produserer vanligvis noe som kalles gjærekstrakt..

Gjærautolyse kan deles i to prosesser

- Nedbrytningen av cellulære komponenter av "lytiske" enzymer, spesielt proteinaser og peptidaser (proteolyse, proteolytiske enzymer).

- Nedbrytningen av celleveggen, som tillater ekte cellelyse eller brudd og frigjøring av autolysatet.

Gjær har vakuoler som huser de fleste proteolytiske enzymer i disse cellene. Når en slik celle dør, kommer disse enzymene i kontakt med substratene og nedbryter dem. I andre eukaryote dyreceller er disse enzymene inneholdt i lysosomer..

Glukanaser og noen proteinaser deltar i nedbrytningen av komponentene i gjærcelleveggen, forårsaker åpning eller dannelse av "porer", som fremmer frigjøring av nedbrytningsproduktene av indre lytiske enzymer.

Konsekvenser

De viktigste konsekvensene av autolytiske hendelser er åpenbare, siden en celle som selvdrepter dør og forsvinner, og etterlater forskjellige brøkdeler av dets bestanddeler i prosessen..

Noen forfattere mener at autolyse i visse organer fører til en indre "flyting" som følgelig kan forårsake atrofi eller morfologiske deformasjoner av det samme..

For næringsmiddelindustrien

Denne prosessen kan også forekomme i mange matvarer, spesielt av animalsk opprinnelse, noe som vanligvis innebærer ikke-bakteriell nedbrytning av muskelvev og frigjøring av en stor mengde peptider, aminosyrer, fosfatgrupper, karbohydrater, etc., som representerer en økologisk mulighet for kolonisering av nedbrytende bakterier.

En annen negativ konsekvens av autolytiske prosesser er eksemplifisert i osteproduksjon, der autolysen av "start" -bakteriene, som tilhører arten Lactococcus lactis, har viktige implikasjoner i utviklingen av smaken til disse meieririvatene.

I noen vitenskapelige tekster relatert til produksjon av alkoholholdige drikker, kan motsetningen bli møtt med at det for noen forfattere er en gunstig prosess, og for andre ikke, selv om dette i det vesentlige avhenger av hvilken type drikke det er snakk om..

Noen vinprodusenter anser at autolytiske prosesser tillater frigjøring av mange fordelaktige indre komponenter av gjær, som i betydelig grad påvirker sensoriske egenskaper og biologiske stabilitet av denne væsken..

Gjærekstrakter har flere bruksområder i produksjonen av kjøttderivater (pølser), supper, sauser og andre smørbrød.

Foto av konsentrat av gjærekstrakt (Kilde: SKopp [CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)] via Wikimedia Commons)

Siden død av millioner av gjær i en kultur i flytende medium representerer frigjøring av en stor mengde aminosyrer, sukker, vitaminer og andre mikronæringsstoffer, blir lysater ikke bare brukt som "forsterkere" av matens farge og smak, men er også brukt til formulering av eksperimentelle vekstmedier.

Referanser

  1. Dernby, K. G. (1920). En studie om autolyse av dyrevev. Studier fra Rockefeller Institute for Medical Research, 32, 359.
  2. Dharmadhikari, M. (2011). Gjær autolyse.
  3. Escamez, S., & Tuominen, H. (2017). Bidrag fra cellulær autolyse til vevsfunksjoner under planteutvikling. Nåværende mening i plantebiologi, 35, 124-130.
  4. Hyun, J. J., Chun, H. J., Keum, B., Seo, Y. S., Kim, Y. S., Jeen, Y. T., ... & Chae, Y. S. (2012). Autolyse: et plausibelt funn som tyder på lang ESD-prosedyretid. Kirurgisk laparoskopi endoskopi og perkutan teknikk, 22 (2), e115-e117.
  5. Mukundan, M. K., Antony, P. D., & Nair, M. R. (1986). En gjennomgang av autolyse hos fisk. Fiskeriforskning, 4 (3-4), 259-269.
  6. Rogers, A. A., Rippon, M. G., Atkin, L., Ousey, K., & Independent Wound Care Consultant, U. K. Autolyse: virkningsmekanismer for fjerning av devitalisert vev i sår.
  7. White, S., McIntyre, M., Berry, D. R., og McNeil, B. (2002). Autolyse av industrielle filamentøse sopp. Kritiske anmeldelser innen bioteknologi, 22 (1), 1-14.

Ingen har kommentert denne artikkelen ennå.