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5.2 : Enzymes - Biologie


Les enzymes sont des catalyseurs biologiques qui accélèrent les réactions chimiques en abaissant l'énergie d'activation. Les enzymes ont un site actif qui fournit un environnement chimique unique, composé de certains groupes R d'acides aminés (résidus). Cet environnement unique est bien adapté pour convertir des réactifs chimiques particuliers pour cette enzyme, appelés substrats, en intermédiaires instables appelés états de transition. On pense que les enzymes et les substrats se lient avec un ajustement induit, ce qui signifie que les enzymes et les substrats subissent de légers ajustements de conformation lors du contact avec le substrat, conduisant à la liaison. Les enzymes se lient aux substrats et catalysent les réactions de quatre manières différentes : rassembler les substrats dans une orientation optimale, compromettre les structures de liaison des substrats afin que les liaisons puissent être plus facilement rompues, fournir des conditions environnementales optimales pour qu'une réaction se produise, ou participer directement à leur réaction chimique en formant des liaisons covalentes transitoires avec les substrats.

L'action enzymatique doit être régulée de sorte que dans une cellule donnée à un moment donné, les réactions souhaitées soient catalysées et les réactions indésirables ne le soient pas. Les enzymes sont régulées par des conditions cellulaires, telles que la température et le pH. Ils sont également régulés par leur localisation au sein d'une cellule, parfois compartimentés de sorte qu'ils ne peuvent catalyser des réactions que dans certaines circonstances. L'inhibition et l'activation des enzymes via d'autres molécules sont d'autres moyens importants de réguler les enzymes. Les inhibiteurs peuvent agir de manière compétitive, non compétitive ou allostérique ; les inhibiteurs non compétitifs sont généralement allostériques. Les activateurs peuvent également améliorer la fonction des enzymes de manière allostérique. La méthode la plus courante par laquelle les cellules régulent les enzymes dans les voies métaboliques est la rétro-inhibition. Au cours de la rétro-inhibition, les produits d'une voie métabolique servent d'inhibiteurs (généralement allostériques) d'une ou plusieurs des enzymes (généralement la première enzyme engagée de la voie) impliquées dans la voie qui les produit.

Enzymes

Une substance qui aide une réaction chimique à se produire est un catalyseur, et les molécules spéciales qui catalysent les réactions biochimiques sont appelées enzymes. Presque toutes les enzymes sont des protéines, constituées de chaînes d'acides aminés, et elles effectuent la tâche critique d'abaisser les énergies d'activation des réactions chimiques à l'intérieur de la cellule. Les enzymes le font en se liant aux molécules réactives et en les retenant de manière à faciliter les processus de rupture et de formation de liaisons chimiques. Il est important de se rappeler que les enzymes ne modifient pas le G d'une réaction. En d'autres termes, ils ne changent pas si une réaction est exergonique (spontanée) ou endergonique. En effet, ils ne modifient pas l'énergie libre des réactifs ou des produits. Ils ne font que réduire l'énergie d'activation nécessaire pour atteindre l'état de transition.

Figure 1: Les enzymes abaissent l'énergie d'activation de la réaction mais ne modifient pas l'énergie libre de la réaction. Ici, la ligne continue du graphique montre l'énergie requise pour que les réactifs se transforment en produits sans catalyseur. La ligne pointillée indique l'énergie nécessaire à l'utilisation d'un catalyseur. Ce chiffre devrait indiquer l'énergie libre de Gibbs sur l'axe Y et au lieu de noter deltaH devrait avoir deltaG. Attribution : Marc T. Facciotti (propre œuvre)

Site actif enzymatique et spécificité du substrat

Les réactifs chimiques auxquels une enzyme se lie sont les substrats. Il peut y avoir un ou plusieurs substrats, selon la réaction chimique particulière. Dans certaines réactions, un substrat à réactif unique est décomposé en plusieurs produits. Dans d'autres, deux substrats peuvent se réunir pour créer une molécule plus grosse. Deux réactifs peuvent également entrer dans une réaction, tous deux se modifient et quittent la réaction sous forme de deux produits. L'emplacement dans l'enzyme où le substrat se lie est appelé l'enzyme site actif. Le site actif est l'endroit où "l'action" se produit, pour ainsi dire. Étant donné que les enzymes sont des protéines, il existe une combinaison unique de résidus d'acides aminés (également appelés chaînes latérales ou groupes R) au sein du site actif. Chaque chaîne latérale d'acides aminés est caractérisée par des propriétés différentes. Les acides aminés peuvent être classés en gros ou petits, faiblement acides ou basiques, hydrophiles ou hydrophobes, chargés positivement ou négativement, ou neutres. La combinaison unique d'acides aminés, de leurs positions, séquences, structures et propriétés, crée un environnement chimique très spécifique au sein du site actif. Cet environnement spécifique est adapté pour se lier, même brièvement, à un ou plusieurs substrats chimiques spécifiques. En raison de cette correspondance ressemblant à un puzzle entre une enzyme et ses substrats (qui s'adapte pour trouver la meilleure correspondance entre l'état de transition et le site actif), les enzymes sont connues pour leur spécificité. Le « meilleur ajustement » entre une enzyme et ses substrats résulte de leurs formes respectives et de la complémentarité chimique des groupes fonctionnels sur chaque partenaire de liaison.

Figure 2: Il s'agit d'une enzyme avec deux substrats différents liés dans le site actif. Les enzymes sont représentées sous forme de gouttes, à l'exception du site actif qui montre les trois groupes R de chacun des trois acides aminés situés dans le site actif. Ces groupes R interagissent avec les substrats par liaison hydrogène (représentés par des lignes pointillées)

À ce stade du cours, vous devriez être familiarisé avec tous les types de liaisons ainsi que les caractéristiques chimiques de tous les groupes fonctionnels. Par exemple, le groupe R de R180 dans l'enzyme décrite ci-dessus est l'acide aminé Arginine (abrégé en R) et possède un groupe R qui se compose de plusieurs groupes fonctionnels aminés. Les groupes fonctionnels aminés contiennent des atomes d'azote (N) et d'hydrogène (H). L'azote est plus électronégatif que l'hydrogène, donc la liaison covalente entre N-H est une liaison covalente polaire. Les atomes d'hydrogène dans cette liaison auront un moment dipolaire positif et l'atome d'azote aura un moment dipolaire négatif. Cela permet aux groupes amino de former des liaisons hydrogène avec d'autres composés polaires. De même, les oxygènes carbonyle du squelette de la Valine (V) 81 et de la Glycine (G) 121 l'hydrogène aminé du squelette de V81 sont représentés engagés dans des liaisons hydrogène avec le substrat de la petite molécule.

Préparez-vous pour le test

Regardez pour voir quels atomes de la figure ci-dessus sont impliqués dans les liaisons hydrogène entre les groupes d'acides aminés R et le substrat. Vous devrez être capable de les identifier par vous-même, les liaisons hydrogène peuvent ne pas être établies pour vous lors du test.

Si vous modifiiez le pH de la solution dans laquelle se trouvait cette enzyme, l'enzyme serait-elle toujours capable de former des liaisons hydrogène avec le substrat ?

Selon vous, quel substrat (gauche ou droit) est le plus stable dans le site actif ? Pourquoi? Comment?

Figure 3: Il s'agit d'un site actif enzymatique. Seuls les acides aminés du site actif sont dessinés. Le substrat est assis directement au centre. Source : Créé par Marc T. Facciotti (œuvre originale)

Noter

Préparez-vous à l'examen : Tout d'abord, identifiez le type de macromolécule dans la figure ci-dessus. Deuxièmement, dessinez et étiquetez les interactions appropriées entre les groupes R et le substrat. Expliquez comment ces interactions pourraient changer si le pH de la solution changeait.

Instabilité structurelle des enzymes

Le fait que les sites actifs soient si bien adaptés pour fournir des conditions environnementales spécifiques signifie également qu'ils sont soumis aux influences de l'environnement local. Il est vrai que l'augmentation de la température ambiante augmente généralement les vitesses de réaction, catalysées par des enzymes ou non. Cependant, l'augmentation ou la diminution de la température en dehors d'une plage optimale peut affecter les liaisons chimiques au sein du site actif de telle manière qu'elles sont moins bien adaptées pour lier les substrats. Des températures élevées finiront par provoquer la dénaturation des enzymes, comme d'autres molécules biologiques, un processus qui modifie les propriétés naturelles d'une substance. De même, le pH de l'environnement local peut également affecter la fonction enzymatique. Les résidus d'acides aminés du site actif ont leurs propres propriétés acides ou basiques qui sont optimales pour la catalyse. Ces résidus sont sensibles aux changements de pH qui peuvent altérer la façon dont les molécules de substrat se lient. Les enzymes sont adaptées pour fonctionner au mieux dans une certaine plage de pH et, comme pour la température, des valeurs de pH extrêmes (acides ou basiques) de l'environnement peuvent entraîner la dénaturation des enzymes.

Figure 4 : Les enzymes ont un pH optimal. Le pH auquel l'enzyme est la plus active sera le pH auquel les groupes R du site actif sont protonés/déprotonés de telle sorte que le substrat puisse entrer dans le site actif et que l'étape initiale de la réaction puisse commencer. Certaines enzymes nécessitent un pH très bas (acide) pour être complètement actives. Dans le corps humain, ces enzymes sont très probablement situées dans le bas de l'estomac ou dans les lysosomes (un organite cellulaire utilisé pour digérer de gros composés à l'intérieur de la cellule). Source : http://biowiki.ucdavis.edu/Biochemis..._pH_Inhibition

Le processus de dénaturation des enzymes commence généralement par le déroulement de la structure tertiaire par la déstabilisation des liaisons qui maintiennent la structure tertiaire ensemble. Les liaisons hydrogène, les liaisons ioniques et les liaisons covalentes (ponts disulfure et liaisons peptidiques) peuvent toutes être perturbées par de grands changements de température et de pH. En utilisant le tableau de l'activité enzymatique et de la température ci-dessous, faites une histoire d'énergie pour l'enzyme rouge. Expliquez ce qui pourrait se passer de la température 37C à 95C.

Figure 5 : Les enzymes ont une température optimale. La température à laquelle l'enzyme est la plus active sera généralement la température à laquelle la structure de l'enzyme est stable ou non compromise. Certaines enzymes nécessitent une température spécifique pour rester actives et ne pas se dénaturer. Source : http://academic.brooklyn.cuny.edu/bi...ge/enz_act.htm

Ajustement induit et fonction enzymatique

Pendant de nombreuses années, les scientifiques ont pensé que la liaison enzyme-substrat s'effectuait d'une manière simple « verrou et clé ». Ce modèle affirmait que l'enzyme et le substrat s'assemblaient parfaitement en une seule étape instantanée. Cependant, la recherche actuelle soutient une vision plus raffinée appelée ajustement induit. Le modèle d'ajustement induit s'étend sur le modèle de verrouillage et de clé en décrivant une interaction plus dynamique entre l'enzyme et le substrat. Au fur et à mesure que l'enzyme et le substrat se rejoignent, leur interaction provoque un léger changement dans la structure de l'enzyme qui confirme un arrangement de liaison plus productif entre l'enzyme et l'état de transition du substrat. Cette liaison énergétiquement favorable maximise la capacité de l'enzyme à catalyser sa réaction.

Lorsqu'une enzyme se lie à son substrat, un complexe enzyme-substrat se forme. Ce complexe abaisse l'énergie d'activation de la réaction et favorise sa progression rapide de plusieurs manières. À un niveau basique, les enzymes favorisent les réactions chimiques qui impliquent plus d'un substrat en rassemblant les substrats dans une orientation optimale. La région appropriée (atomes et liaisons) d'une molécule est juxtaposée à la région appropriée de l'autre molécule avec laquelle elle doit réagir. Une autre manière dont les enzymes favorisent la réaction de leurs substrats est de créer un environnement énergétiquement favorable au sein du site actif pour que la réaction se produise. Certaines réactions chimiques peuvent mieux se dérouler dans un environnement légèrement acide ou non polaire. Les propriétés chimiques qui émergent de l'arrangement particulier des résidus d'acides aminés au sein d'un site actif créent l'environnement énergétiquement favorable à la réaction des substrats spécifiques d'une enzyme.

L'énergie d'activation requise pour de nombreuses réactions comprend l'énergie impliquée dans les liaisons chimiques légèrement déformées afin qu'elles puissent réagir plus facilement. L'action enzymatique peut aider ce processus. Le complexe enzyme-substrat peut abaisser l'énergie d'activation en déformant les molécules du substrat de manière à faciliter la rupture des liaisons. Enfin, les enzymes peuvent également abaisser les énergies d'activation en participant à la réaction chimique elle-même. Les résidus d'acides aminés peuvent fournir certains ions ou groupes chimiques qui forment en fait des liaisons covalentes avec des molécules de substrat en tant qu'étape nécessaire du processus de réaction. Dans ces cas, il est important de se rappeler que l'enzyme reviendra toujours à son état d'origine à la fin de la réaction. L'une des propriétés distinctives des enzymes est qu'elles restent finalement inchangées par les réactions qu'elles catalysent. Une fois qu'une enzyme a catalysé une réaction, elle libère son ou ses produits.

Figure 6 : Selon le modèle d'ajustement induit, l'enzyme et le substrat subissent des changements de conformation dynamiques lors de la liaison. L'enzyme contorsionne le substrat dans son état de transition, augmentant ainsi la vitesse de la réaction.

Créer une histoire d'énergie pour la réaction ci-dessus

En utilisant la figure ci-dessus, répondez aux questions posées dans l'histoire de l'énergie.
1. Quels sont les réactifs ? Quels sont les produits ?
2. Quel travail a été accompli par l'enzyme ?
3. Dans quel état se trouve l'énergie initialement ? Dans quel état l'énergie est-elle transformée à l'état final ? Celui-ci peut être encore délicat, mais essayez d'identifier où se trouve l'énergie dans l'état initial et l'état final.

Régulation enzymatique

Pourquoi réguler les enzymes ?

Les besoins et les conditions cellulaires varient d'une cellule à l'autre et changent au sein des cellules individuelles au fil du temps. Les enzymes requises et les demandes énergétiques des cellules de l'estomac sont différentes de celles des cellules de stockage des graisses, des cellules de la peau, des cellules sanguines et des cellules nerveuses. De plus, une cellule digestive travaille beaucoup plus dur pour traiter et décomposer les nutriments pendant le temps qui suit de près un repas par rapport à plusieurs heures après un repas. Comme ces exigences et conditions cellulaires varient, il en va de même pour les quantités et la fonctionnalité nécessaires des différentes enzymes.

Régulation des enzymes par les molécules

Les enzymes peuvent être régulées de manière à favoriser ou à réduire leur activité. Il existe de nombreux types de molécules qui inhibent ou favorisent la fonction enzymatique, et divers mécanismes existent pour le faire. Dans certains cas d'inhibition enzymatique, par exemple, une molécule inhibitrice est suffisamment similaire à un substrat pour qu'elle puisse se lier au site actif et simplement bloquer la liaison du substrat. Lorsque cela se produit, l'enzyme est inhibée par inhibition compétitive, car une molécule inhibitrice entre en compétition avec le substrat pour la liaison au site actif. D'autre part, dans l'inhibition non compétitive, une molécule inhibitrice se lie à l'enzyme dans un emplacement autre qu'un site allostérique et parvient toujours à bloquer la liaison du substrat au site actif.

Image 7 : L'inhibition compétitive et non compétitive affecte la vitesse de réaction différemment. Les inhibiteurs compétitifs affectent le taux initial mais n'affectent pas le taux maximal, alors que les inhibiteurs non compétitifs affectent le taux maximal.

Certaines molécules inhibitrices se lient aux enzymes à un endroit où leur liaison induit un changement de conformation qui réduit l'affinité de l'enzyme pour son substrat. Ce type d'inhibition est appelé inhibition allostérique. La plupart des enzymes régulées allostériquement sont constituées de plus d'un polypeptide, ce qui signifie qu'elles ont plus d'une sous-unité protéique. Lorsqu'un inhibiteur allostérique se lie à une enzyme, tous les sites actifs sur les sous-unités protéiques sont légèrement modifiés de sorte qu'ils se lient à leurs substrats avec moins d'efficacité. Il existe des activateurs allostériques ainsi que des inhibiteurs. Les activateurs allostériques se lient à des emplacements sur une enzyme éloignés du site actif, induisant un changement de conformation qui augmente l'affinité du ou des sites actifs de l'enzyme pour son ou ses substrats.

Figure 8: Les inhibiteurs allostériques modifient le site actif de l'enzyme de sorte que la liaison au substrat soit réduite ou empêchée. En revanche, les activateurs allostériques modifient le site actif de l'enzyme de sorte que l'affinité pour le substrat augmente.

De nombreuses enzymes ne fonctionnent pas de manière optimale, voire pas du tout, à moins qu'elles ne soient liées à d'autres molécules auxiliaires non protéiques spécifiques, soit temporairement par des liaisons ioniques ou hydrogène, soit de manière permanente par des liaisons covalentes plus fortes. Deux types de molécules auxiliaires sont les cofacteurs et les coenzymes. La liaison à ces molécules favorise une conformation et une fonction optimales de leurs enzymes respectives. Les cofacteurs sont des ions inorganiques tels que le fer (Fe2+) et le magnésium (Mg2+). Un exemple d'enzyme qui nécessite un ion métallique comme cofacteur est l'enzyme qui construit des molécules d'ADN, l'ADN polymérase, qui nécessite un ion zinc lié (Zn2+) Pour fonctionner. Les coenzymes sont des molécules auxiliaires organiques, avec une structure atomique de base composée de carbone et d'hydrogène, qui sont nécessaires à l'action enzymatique. Les sources les plus courantes de coenzymes sont les vitamines alimentaires. Certaines vitamines sont des précurseurs de coenzymes et d'autres agissent directement comme coenzymes. La vitamine C est une coenzyme pour plusieurs enzymes qui participent à la construction du composant important du tissu conjonctif, le collagène. Une étape importante dans la décomposition du glucose pour produire de l'énergie est la catalyse par un complexe multi-enzymatique appelé pyruvate déshydrogénase. La pyruvate déshydrogénase est un complexe de plusieurs enzymes qui nécessite en fait un cofacteur (un ion magnésium) et cinq coenzymes organiques différentes pour catalyser sa réaction chimique spécifique. Par conséquent, la fonction enzymatique est, en partie, régulée par une abondance de divers cofacteurs et coenzymes, qui sont fournis principalement par l'alimentation de la plupart des organismes.
Compartimentation enzymatique

Dans les cellules eucaryotes, les molécules telles que les enzymes sont généralement compartimentées en différents organites. Cela permet encore un autre niveau de régulation de l'activité enzymatique. Les enzymes nécessaires uniquement pour certains processus cellulaires peuvent être logées séparément avec leurs substrats, ce qui permet des réactions chimiques plus efficaces. Des exemples de ce type de régulation enzymatique basée sur l'emplacement et la proximité incluent les enzymes impliquées dans les dernières étapes de la respiration cellulaire, qui ont lieu exclusivement dans les mitochondries, et les enzymes impliquées dans la digestion des débris cellulaires et des matières étrangères, situées dans les lysosomes.

Liens supplémentaires

Les liens suivants vous mèneront à une série de vidéos sur la cinétique. Le premier lien contient 4 vidéos sur les taux de réaction et le deuxième lien contient 9 vidéos liées à la relation entre les taux de réaction et la concentration. Ces vidéos sont complémentaires et sont fournies pour vous donner une ressource externe pour explorer davantage la cinétique enzymatique.

  • Introduction à la cinétique enzymatique
  • Mécanisme de réaction
  • Régulation allostérique

Stabilité et stabilisation des biocatalyseurs

R.M. de la Casa , . J.M. Sánchez-Montero , in Progress in Biotechnology , 1998

3.3 Réaction d'estérification

Le CRCL (de Sigma) et les isoenzymes pures lipase A et lipase B sont stéréosélectifs dans la reconnaissance de l'isomère S(+) des acides 2-arylpropioniques [6] . Néanmoins, la lipase B est plus active et légèrement plus stéréosélective que la lipase A.

La stéréopréférence n'est pas altérée par les conditions de fermentation comme nous le montrons sur la figure 1 dans l'estérification (S) de l'acide 2-phényl propionique (figure 1) où nous comparons la poudre commerciale avec l'une des lipases brutes.

Figure 1 . Estérification de l'acide (S) 2-phényl propanoïque par le n-propanol : ● LCC, ■ UAB.

Nous avons choisi la lipase UAB pour cette expérience car ces poudres nous donnent les meilleurs résultats dans les réactions d'hydrolyse avec les triglycérides à chaîne acide longue et courte (trioléine, tributyrine).

Tant en rendement qu'en vitesse de réaction initiale, la lipase UAB est un meilleur biocatalyseur que l'enzyme commerciale (CRCL).

Il est bien documenté que l'ajout d'eau au mélange réactionnel augmente le rendement et la stéréosélectivité de l'estérification de l'acide (R,S)2(4-isobutylphényl)propionique [7,8] .

L'estérification du (S) et du (R)-kétoprofène sans et avec 200 μi H2O/ml de milieu a été réalisé.

On peut voir les résultats de l'estérification du (S)-kétoprofène sans ( Figure 2a ) et avec de l'eau ( Figure 2b ).

Figure 2a. Estérification du (S) kétoprofène sans n-propanol avec de l'eau : ● LCC, ■ UAB, UAB-1000, ╋ UAB-300.

Figure 2b. Estérification du (S)-kétoprofène avec du n-propanol avec de l'eau : ● LCC, ■ UAB, UAB-1000, ╋ UAB-300.

Contrairement au CRCL, la lipase UAB est plus active dans l'eau que lorsqu'elle n'est pas présente dans l'eau car un meilleur rendement est obtenu sur la figure 2a que sur la figure 2b.

Dans le tableau 3, nous montrons les vitesses de réaction initiales de l'estérification de (R) et (S)-kétoprofène avec ou sans eau. L'influence de l'eau sur les vitesses de réaction initiales est opposée en UAB et en CRCL. L'énantiosélectivité augmente sous l'effet de l'eau, dans le CRCL mais diminue dans l'UAB. Cet effet est différent lorsqu'il est observé à des temps de réaction longs (rendement à 400 heures) où l'ajout d'eau est toujours positif.

Tableau 3 . Vitesses de réaction initiales de l'estérification du (R) ou (S) kétoprofène (mM ester/mg prot × h)

Lipasesavec de l'eausans eau
VSVRVS/VRVsVRVS/VR
UAB2.18·10 −4 6,35·1O −5 3432.41·10 −4 2.04·10 −5 118
UAB-10002.4·10 −5 1.94·10 −5 1231.56·10 −5 1.62·10 −5 97
UAB-3004,25·1 O -5 4.12·10 −5 1043,33·I0 −5 2.55·10 −5 13
CRCL3.72·10 −6 --6.35·10 −7 9.23·1O -7 68

Le processus en aval affecte l'activité catalytique dans la synthèse (tableau 3) comme dans l'hydrolyse (tableau 2). La lyophilisation de la lipase brute après équilibrage en présence de lactose (UAB) nous donne la meilleure préparation car le lactose agit comme un réservoir d'eau donnant suffisamment d'eau à la lipase pour être active [9] . Lorsque le lactose n'est pas présent (UAB-1000 et UAB-300), l'eau ajoutée est utilisée pour hydrater la surface externe de la protéine qui augmente légèrement la vitesse de réaction d'estérification (tableau 3) des deux énantiomères. Ainsi, l'énantiosélectivité reste inchangée, bien qu'une légère augmentation du rendement soit obtenue. Ce comportement est différent de celui observé avec un échantillon d'UAB prééquilibré avec du lactose.


Enzymes de restriction de type IIS

Les enzymes de restriction de type IIS reconnaissent les séquences d'ADN asymétriques et clivent en dehors de leur séquence de reconnaissance. Ils sont utiles pour de nombreuses applications, y compris Golden Gate Assembly. NEB propose actuellement plus de 50 enzymes de restriction de type IIS. Ce tableau vous permet de trier nos enzymes par caractéristique pour une comparaison facile.

Nous sommes ravis d'annoncer que nous sommes en train de changer tous les tampons de réaction pour qu'ils soient sans BSA. À partir d'avril 2021, NEB remplacera nos tampons de réaction actuels contenant de la BSA (NEBuffer & trade 1.1, 2.1, 3.1 et CutSmart & reg Buffer) par des tampons contenant de l'albumine recombinante (rAlbumin) (NEBuffer r1.1, r2.1, r3.1 et rCutSmart&trade tampon). Nous prévoyons que ce changement peut prendre jusqu'à 6 mois. Nous pensons que s'éloigner des produits contenant des animaux est un pas dans la bonne direction et sommes en mesure d'offrir cette amélioration au même prix. Plus de détails sur www.neb.com/BSA-free.

Pendant cette période de transition, vous pouvez recevoir un produit avec des tampons contenant du BSA ou de la rAlbumine. NEB a rigoureusement testé les deux et n'a constaté aucune différence dans les performances enzymatiques lors de l'utilisation de l'un ou l'autre des tampons. L'un ou l'autre tampon peut être utilisé avec votre enzyme. Tout le contenu du site Web sera modifié en avril pour refléter les changements, bien que vous ne puissiez pas recevoir immédiatement le nouveau tampon avec votre produit.

Enzyme Chaleur inactif. NEBuffer Rxn Temp. Activité à 37°C Temp. de stockage Séquence de reconnaissance Longueur de la séquence de reconnaissance Longueur du porte-à-faux Isoschizomères de NEB Sensibilité à la méthylation** Enz. Sous-type
AcuI
Oui rCutSmart 37°C
-20°C CTGAAG (16/14) 6 2 IIC
AlwI
N rCutSmart 37°C
-20°C GGATC(4/5) 5 1 endiguer
BaeI
Oui rCutSmart 25°C 20% -20°C (10/15)ACNNNNGTAYC(12/7) 7 5 & 5 IIC
BbsI *
Oui NEBuffer r2.1 37°C
-80°C GAAGAC(2/6) 6 4
ITI
BbsI-HF *
Oui rCutSmart 37°C
-20°C GAAGAC(2/6) 6 4
ITI
BbvI Oui rCutSmart 37°C
-20°C GCAGC (8/12) 5 4
BccI
Oui rCutSmart 37°C
-20°C CCCAT(4/5) 5 1


BceAI
Oui NEBuffer r3.1 37°C
-20°C ACGGC(12/14) 5 2
CpG
BcgI Oui NEBuffer r3.1 37°C
-20°C (10/12)CGANNNNNNTGC(12/10) 6 2 & 2 barrage CpG IIC
BciVI
Oui rCutSmart 37°C
-20°C GTATCC (6/5) 6 1

BcoDI
N rCutSmart 37°C
-20°C CGV(1/5) 5 4 BsmAI CpG ITI
BfuAI Oui NEBuffer r3.1 50°C 50% -20°C ACCTGC(4/8) 6 4 BspMI CpG
BmrI
Oui NEBuffer r2.1 37°C
-20°C ACTGGG(5/4) 6 1

BpmI Oui NEBuffer r3.1 37°C
-20°C CTGGAG (16/14) 6 2
IIC
BpuEI
Oui rCutSmart 37°C
-20°C CTTGAG (16/14) 6 2
IIC
BsaI-HF®v2 *
Oui rCutSmart 37°C
-20°C GGTCTC(1/5) 6 4 dcm CpG ITI
BsaXI
N rCutSmart 37°C
-20°C (9/12)ACNNNNNCTCC(10/7) 6 3 & 3
IIC
BseRI
Oui rCutSmart 37°C
-20°C GAGGAG(10/8) 6 2

IIC
BsgI Oui rCutSmart 37°C
-20°C GTGCAG (16/14) 6 2
IIC
BsmAI
N rCutSmart 55°C 50% -20°C CGV(1/5) 5 4 BcoDI CpG
BsmBI-v2 *
Oui NEBuffer r3.1 55°C 20% -20°C CGTCTC(1/5) 6 4 Esp3I CpG ITI
BsmFI
Oui rCutSmart 65°C 50% -20°C GGGAC (10/14) 5 4 CpG dcm IIC
BsmI
Oui rCutSmart 65°C 20% -20°C GAATGC(1/-1) 6 2
ITI
BspCNI
Oui rCutSmart 25°C 75% -20°C CTCAG(9/7) 5 2
IIC
BspMI Oui NEBuffer r3.1 37°C
-20°C ACCTGC(4/8) 6 4 BfuAI

BspQI *
Oui NEBuffer r3.1 50°C 10% -20°C GCTCTTC(1/4) 7 3 SapI
ITI
BsrDI
Oui NEBuffer r2.1
65°C 30% -20°C GCAATG(2/0) 6 2
ITI
BsrI
Oui NEBuffer r3.1 65°C 20% -20°C ACTGG(1/-1) 5 2
ITI
BtgZI *
Oui rCutSmart 60°C 75% -20°C GCGATG (10/14) 6 4
CpG IIC
BtsCI
Oui rCutSmart 50°C 50% -20°C GGATG(2/0) 5 2

BtsI-v2
Oui rCutSmart 55°C 75% -20°C GCAGTG(2/0) 6 2

ITI
BtsIMutI
Oui rCutSmart 55°C 50% -20°C CAGTG(2/0) 5 2

ITI
CspCI Oui rCutSmart 37°C
-20°C (11/13)CAANNNNNGTGG(12/10) 7 2 & 2 IIC
oreilleI
Oui rCutSmart 37°C
-20°C CTCTTC(1/4) 6 3 CpG ITI
EciI
Oui rCutSmart 37°C
-20°C GGCGGA(11/9) 6 2
CpG IIC
Esp3I *
Oui rCutSmart 37°C -20°C CGTCTC(1/5) 6 4 BsmBI-v2 CpG ITI
FauI
Oui rCutSmart 55°C 20% -20°C CCCGC(4/6) 5 2
CpG
FokI Oui rCutSmart 37°C
-20°C GGATG(9/13) 5 4
dcm CpG
HgaI
Oui NEBuffer r1.1 37°C
-20°C GACGC (5/10) 5 5 CpG
HphI
Oui rCutSmart 37°C
-20°C GGTGA(8/7) 5 1 barrage dcm
HpyAV
Oui rCutSmart 37°C
-20°C CCTTC(6/5) 5 1
CpG
MboII Oui rCutSmart 37°C
-20°C GAAGA(8/7) 5 1
endiguer
MlyI
Oui rCutSmart 37°C
-20°C GAGTC (5/5) 5 0

MmeI Oui rCutSmart 37°C
-20°C TCCRAC (20/18) 6 2
CpG IIC
MnlI
Oui rCutSmart 37°C
-20°C CCTC(7/6) 4 1


NmeAIII Oui rCutSmart 37°C
-20°C GCCGAG(21/19) 6 2
IIC
PaqCI
Oui rCutSmart 37°C
-20°C CACCTGC(4/8) 7 4 CpG
PleI Oui rCutSmart 37°C
-20°C GAGTC(4/5) 5 1 CpG
SapI *
Oui rCutSmart 37°C
-20°C GCTCTTC(1/4) 7 3 BspQI
ITI
SfaNI
Oui NEBuffer r3.1 37°C
-20°C GCATC(5/9) 5 4 CpG

* Cité pour une utilisation dans le Golden Gate Assembly selon la littérature actuelle
** La sensibilité à la méthylation s'applique uniquement au motif de reconnaissance
Grâce à des expériences de suppression et à des rapports publiés, NEB a identifié que ces enzymes nécessitent plus d'un site de reconnaissance sur le substrat pour se cliver de manière optimale. Pour plus d'informations, consultez Clivage enzymatique de restriction : enzymes &lsquosuniques&rsquo et enzymes&lsquomulti-site&rsquo.


Mécanisme de travail des enzymes

Comme mentionné ci-dessus, la plupart des enzymes sont produites dans les cellules d'organismes vivants. La production d'enzymes est réalisée par la cellule, sur la base des instructions des gènes de cette cellule. Ainsi, des défauts dans les gènes peuvent entraîner des enzymes défectueuses, qui ne fonctionnent pas correctement. La structure et la fonction de chaque enzyme sont différentes. Ils doivent agir sur des cibles différentes, qui varient d'une enzyme à l'autre. Habituellement, une enzyme particulière ne peut agir que sur une cible spécifique. Le cours d'action des enzymes est différent et complexe et il existe donc diverses théories à ce sujet.

Un aperçu: En général, le mécanisme de fonctionnement d'une enzyme peut être décrit comme suit. Chaque enzyme agit sur une cible spécifique appelée substrat, qui est transformée en produits utilisables par l'action de l'enzyme. En d'autres termes, l'enzyme réagit avec le substrat en formant un complexe enzyme-substrat. Une fois la réaction terminée, l'enzyme reste la même, mais le substrat se transforme en produits. Par exemple, l'enzyme sucrase agit sur le substrat saccharose pour former des produits à base de fructose et de glucose.

Théorie des serrures et des clés : C'est l'une des théories qui expliquent le mécanisme de fonctionnement des enzymes. Selon cette théorie, chaque enzyme a une zone spécifique (appelée site actif) destinée à attacher un substrat particulier. Le site actif de l'enzyme est complémentaire d'une partie spécifique du substrat, en ce qui concerne les formes. Le substrat s'intégrera parfaitement dans le site actif et la réaction entre eux aura lieu.

Le bon substrat s'intégrera dans le site actif de l'enzyme et formera un complexe enzyme-substrat. C'est sur ce site actif que le substrat se transforme en produits utilisables. Une fois la réaction terminée et les produits libérés, le site actif reste le même et est prêt à réagir avec de nouveaux substrats. Cette théorie a été postulée par Emil Fischer en 1894. Cette théorie fournit un aperçu de base sur l'action des enzymes sur le substrat. Cependant, certains facteurs restent inexpliqués. Selon cette théorie, les acides aminés (à l'état non lié) au site actif sont responsables de sa forme spécifique. Il existe certaines enzymes qui ne forment aucune forme sous la forme non liée. La théorie du verrou et de la clé n'explique pas l'action de ces enzymes.

Théorie de l'ajustement induit : Cette théorie a été formulée par Daniel E. Koshland, Jr. en 1958. Cette théorie soutient également l'hypothèse de verrouillage et de clé selon laquelle le site actif et le substrat s'adaptent parfaitement et que leurs formes sont complémentaires. Selon la théorie de l'ajustement induit, la forme du site actif n'est pas rigide. Il est flexible et change au fur et à mesure que le substrat entre en contact avec l'enzyme.

Pour être plus précis, une fois que l'enzyme a identifié le bon substrat, la forme de son site actif change pour s'adapter exactement à ce dernier. Il en résulte la formation du complexe enzyme-substrat et d'autres réactions. Comme cette théorie explique le mécanisme de fonctionnement de nombreuses enzymes, elle est largement acceptée comme l'hypothèse de la serrure et de la clé.

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Facteurs qui affectent l'action des enzymes : Les activités des enzymes sont affectées par divers facteurs, tels que la température, le pH et la concentration. Habituellement, les températures élevées augmentent la vitesse des réactions impliquant des enzymes. La température optimale pour de telles réactions serait d'environ 37 ºC à 40 ºC. Une fois que la température dépasse ce niveau, les enzymes se dénaturent et elles ne sont plus aptes à réagir avec les substrats. Les variations de pH peuvent également affecter le mécanisme de fonctionnement des enzymes. Le niveau de pH optimal peut varier d'une enzyme à l'autre, selon le site de leur action. Des variations par rapport à ce niveau de pH peuvent ralentir l'activité des enzymes et un pH très élevé ou bas entraîne des enzymes dénaturées qui ne peuvent pas retenir correctement le substrat. Le taux d'activités enzymatiques peut augmenter avec la concentration d'enzymes et de substrats.

Ceci n'est qu'un bref aperçu du mécanisme de fonctionnement des enzymes. Le corps humain produit de nombreuses enzymes qui sont responsables d'un large éventail de réactions chimiques, qui sont nécessaires à notre survie. Dès la respiration et la digestion, les enzymes sont impliquées dans de nombreuses fonctions. Certaines de ces enzymes sont également utilisées à des fins industrielles. Les enzymes contenues dans les détergents à lessive sont responsables de l'élimination des taches et de la propreté des vêtements. Certains sont utilisés dans la préparation des aliments et des boissons.

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J'ai fait analyser les bactéries dans mon intestin. Et c'est peut-être l'avenir de la médecine

Nous connaissons tous les « sentiments intestinaux », les « réactions intestinales » et les « instincts intestinaux », mais à quel point savons-nous ou nous soucions-nous vraiment de nos intestins ? Alors que nous devenons de plus en plus conscients de ce que nous mettons dans notre estomac, il est frappant de constater à quel point nous ignorons ce qui se passe dans nos intestins. Et il s'avère qu'il se passe énormément de choses là-bas.

Les microbiologistes ont fait des progrès surprenants en révélant nos secrets les plus intimes. Il s'avère qu'il existe au fond de nous un écosystème complexe qui abrite une fantastique diversité de vie - dont très peu appartient à notre espèce.

Pour la plupart d'entre nous, méfiants à l'égard des corps étrangers, c'est une lutte pour comprendre qu'au fond de nous-mêmes, nous sommes moins qu'humains – ou plutôt beaucoup plus qu'humains. Mais, le fait est qu'il y a environ 100 000 milliards d'organismes vivant dans l'intestin. Si vous les mettez tous ensemble, ils auraient à peu près la taille d'un ballon de football. En termes de cellules, les espèces microbiennes sont trois fois plus nombreuses que leurs homologues humaines. Et en termes de gènes, l'avantage microbien est plutôt de 300 à un.

Cela signifie qu'il y a énormément d'entre nous qui ne sont pas, pour ainsi dire, nous. Cela soulève toute une série de questions philosophiques et anatomiques intéressantes, dont la plus urgente pourrait être : faut-il s'inquiéter ?

Eh bien, je n'étais pas très préoccupé par les bactéries avant de faire tester le contenu de mon intestin. J'étais d'avis assez détendue que tant que les toilettes étaient régulièrement blanchies, je me brossais les dents et gardais les surfaces de la cuisine raisonnablement propres, je n'avais donc pas à trop penser à ce qui se passait au niveau microbien. Mais il n'y a rien de tel que de verser vos propres matières fécales dans un récipient en plexiglas pour vous faire arrêter et contempler ce dont nous sommes pleins. Cette tâche désagréable est précisément ce que je me suis retrouvé à faire en octobre dernier, alors que je rassemblais un échantillon de selles à envoyer, emballé à froid à l'Institut BioSciences de l'University College Cork en Irlande.

L'institut est l'un des principaux centres européens d'étude de ce que l'on appelle aujourd'hui le microbiome, c'est-à-dire l'ensemble des bactéries, virus, champignons, archées et eucaryotes qui peuplent le corps humain, à l'intérieur comme à l'extérieur. La vision simpliste de ces hôtes s'est traditionnellement centrée sur leurs aspects parasitaires ou pathogènes. Soit ils faisaient du stop de manière assez inoffensive, soit ils représentaient une menace directe pour leur hôte.

Mais les dernières réflexions présentent cette vaste armée de microbes comme un élément vital pour fournir et maintenir la santé humaine. L'importance du microbiome est telle qu'il est maintenant considéré par les scientifiques comme un organe distinct avec sa propre activité métabolique dynamique. Mais quelle est précisément cette activité et est-ce que tout va se planifier avec moi ?

Paul O'Toole est professeur à l'Alimentary Pharmabiotic Centre, qui fait partie du BioSciences Institute de Cork. Passionné de marathon, il a l'air de connaître une chose ou deux sur la force intestinale. Il a coordonné une étude financée par le gouvernement – ​​lancée fortuitement juste avant l'effondrement de l'économie irlandaise – intitulée Eldermet, qui visait à aider l'industrie alimentaire irlandaise à développer des produits alimentaires pour les personnes âgées. Pour ce faire, ils avaient besoin d'une base de connaissances sur le microbiote intestinal. O'Toole a donc commencé à examiner comment l'alimentation affecte le microbiote de la population âgée d'Irlande.

Il y a un élément de braconnier devenu garde-chasse dans sa carrière parce qu'il a commencé comme un ennemi bactérien. "J'ai passé environ 15 ans à travailler sur des agents pathogènes où vous essayez de les tuer", me dit-il dans son bureau. "J'ai fait mon doctorat sur le staphylocoque. Un organisme, un gène. J'ai travaillé sur une maladie appelée syndrome de la peau ébouillantée où les staphylocoques infectent le moignon ombilical et s'ils produisent une toxine, toute la peau du bébé se décolle."

De la lutte contre les staphylocoques, il est passé aux probiotiques - les organismes qui sont censés être bons pour nous - qui, sous forme commerciale, ont été décantés dans des gélules et des yaourts et présentés au public comme des "bactéries amies". Mais il a découvert qu'il ne pouvait pas étudier efficacement les probiotiques isolément parce que leurs avantages étaient souvent indirects.

« J'ai réalisé que j'avais besoin d'étudier toute la toile », dit-il. Et c'est ainsi qu'il s'est retrouvé impliqué dans le microbiome, juste au moment où il commençait à faire l'objet de recherches biomédicales intensives.

Il y a deux laboratoires, explique O'Toole, qui ont traité mon échantillon. Le premier était le laboratoire humide, où, grâce à diverses agressions moléculaires, l'ADN a été extrait, dont 95 % était bactérien. Cela a ensuite été envoyé à une société externe pour être séquencé - il y avait plus de 30 000 séquences - puis un énorme fichier de données a été traité par ce que O'Toole a appelé "un groupe de nerds informatiques qui restent assis toute la journée à générer des statistiques" dans l'institut. laboratoire de données.

Il y a tout juste un an, ce processus coûtait plus de 400 £. Maintenant, cela peut être fait pour aussi peu que 15 £. Ce que vous obtenez, ce sont quelques camemberts qui répertorient le microbiote trouvé dans l'intestin à différents niveaux phylogénétiques et une explication narrative de leur importance. Les niveaux phylogénétiques dans ce cas se réfèrent simplement à différents niveaux de résolution.

Au niveau le plus large, le niveau du phylum, mon microbiote, comme tout le monde, était dominé par deux types : les firmicutes et les bacteroidetes. Le régime occidental, par lequel nous entendons généralement le régime nord-américain, est riche en graisses et en protéines. Dans ce régime, les bactéroïdes représentent généralement plus de 55 % du microbiote intestinal et parfois, en Amérique du Nord même, jusqu'à 80 %. En Europe, les chiffres moyens varient d'un pays à l'autre. Dans mon cas, j'avais 34%.

Le contraire d'un régime nord-américain est ce que O'Toole appelle un « régime naturel ». "Nos antécédents dans les plaines d'Afrique ne mâchaient pas de hamburgers", explique-t-il. "Ils couraient partout en mangeant des aliments végétaux et des feuilles et mangeaient occasionnellement un écureuil s'ils avaient de la chance."

Sur une alimentation végétale, le microbiote penche en faveur de l'autre phylum majeur, les firmicutes. Certains des glucides complexes des plantes ne peuvent pas être digérés par notre corps seul. Ils doivent être décomposés par le microbiote intestinal, qui produit des enzymes pour hacher les chaînes longues et les fermenter en acides gras à chaîne courte tels que le butyrate - qui est fabriqué exclusivement par des bactéries - l'acétate et le propionate.

Ces acides gras sont bénéfiques pour le corps. Le butyrate, par exemple, fournit une source d'énergie à laquelle les cellules qui tapissent nos intestins peuvent accéder directement. Il contrôle également la prolifération des cellules dans l'intestin et on pense qu'il possède des propriétés anti-cancérigènes. Tout cela signifiait que mon score de 51 % de firmicutes était un signe de bonne santé.

En zoomant sur le niveau du genre, qui offre un aperçu plus détaillé de ma composition microbienne, les bonnes nouvelles ont continué. J'avais trois fois plus de roseburia productrice de butyrate que la cohorte saine utilisée dans l'étude d'O'Toole. Beaucoup plus de lachnospira que la normale mais beaucoup moins de bacteroides (à ne pas confondre avec les bacteroidetes) et d'alistipes – comme l'a dit O'Toole, en termes plus scientifiques, « bougre tout ».

Encore une fois, ce sont des résultats positifs. Lachnospira dégrade les pectines et fermente les fibres alimentaires et j'en ai trois fois plus que d'habitude. Et les bactéroïdes sont souvent associés à des régimes à base de viande, riches en protéines et en matières grasses, tout comme les alistipes ont tendance à être plus présents chez les personnes qui mangent moins d'aliments à base de plantes. En somme, cela signifiait que mon instinct – malgré l'absence de pack de six – était probablement en bonne forme. Bien sûr, ce n'est pas le genre de chose dont on peut se vanter lors de dîners. "J'ai des quantités significativement plus élevées que la moyenne de lachnospira", il est peu probable que ce soit un jeu de conversation qui impressionnera les non-microbiologistes, même si vous parvenez à prononcer le mot correctement. Mais tout comme nous savons maintenant que l'hypercholestérolémie est quelque chose à éviter, de même nous pourrions bientôt commencer à prendre conscience des types de nombre de bactéries qui sont des marqueurs d'une bonne santé, d'autant plus que le prix des tests baisse.

Il y avait, cependant, un ou deux résultats que O'Toole a eu du mal à comprendre. En particulier mes niveaux élevés de natranaerobius, un genre de bactéries qui se développent dans des environnements riches en sel et très alcalins. Est-ce que j'ai mangé beaucoup de sushis ? Non, même si j'aime le poisson, j'ai tendance à le préférer cuit. Ai-je préparé beaucoup de poisson? Pas plus d'une fois par semaine.

Bien qu'il n'ait rien trouvé de sinistre dans le natranaerobius, cela le perturbait qu'il ne puisse pas tout à fait mettre le doigt sur la cause de son abondance dans mon intestin. Mais à ce moment-là, il avait réussi à faire une prédiction aveugle de mon alimentation qui était étrangement précise. Il a vu très peu de preuves de consommation de viande – je n'ai pas mangé de viande depuis 30 ans. Mais il y avait beaucoup de preuves d'une teneur élevée en fibres, ce qui est une bonne chose car les bactéries se nourrissent de fibres. Si nous ne nourrissons pas de bactéries, elles se nourrissent de nous, en particulier de la muqueuse de notre gros intestin. Il y avait aussi des preuves de beaucoup de poisson et d'une large gamme de légumes. Tout cela représente exactement mon alimentation.

Je suggère qu'il doit être satisfaisant d'avoir une prédiction aussi juste.

"C'est un peu effrayant d'accord", reconnaît-il. "Mais cela m'a fait réfléchir à son utilité. Je veux dire, ce n'est pas particulièrement utile de dire aux gens ce qu'ils mangent."

O'Toole s'intéresse au potentiel diagnostique du microbiome. « Nous pourrions probablement deviner quels sont vos paramètres inflammatoires », dit-il, me fixant avec l'une de ces expressions dans lesquelles les médecins généralistes se spécialisent lorsqu'ils examinent vos notes médicales : neutre, inflexible et anxiogène. Non seulement je ne sais pas quels sont mes paramètres inflammatoires, mais je ne sais pas ce que signifient les paramètres inflammatoires.

O'Toole explique que des liens significatifs ont été établis entre le microbiote intestinal et l'inflammation, la sarcopénie et la fonction cognitive.

"L'inflammation", dit-il, "n'est pas un pouce enflé. L'inflammation signifie à quel point votre système immunitaire est activé. Je suppose que vos marqueurs inflammatoires sont de base. Plats. Chez les personnes âgées, ils ne le sont pas. Chez les personnes âgées, le système immunitaire est généralement allumé et ce n'est pas bon, car s'il est allumé, lorsqu'ils attrapent une grippe hivernale, toutes leurs énergies sont dépensées à chasser les fantômes. Vous voulez donc réduire l'inflammation. "

La sarcopénie signifie la perte de masse musculaire. Cela se produit à mesure que nous vieillissons, car le corps devient moins efficace pour transformer les protéines en muscle, c'est pourquoi les personnes âgées ont besoin de plus de protéines. "Nous pensons que le rétrécissement des bactéries intestinales chez les personnes âgées rend l'intestin moins efficace pour absorber les protéines", explique O'Toole.

La fonction cognitive est en partie liée à ce qu'on appelle l'axe cerveau-intestin. Comme le suggèrent toutes ces expressions telles que « déchirement des intestins » et « sentiment des intestins », il existe en effet un lien intime entre le cerveau et les intestins. Nos intestins sont extrêmement sensibles aux changements de nos émotions et de nos états mentaux. Mais c'est une voie à double sens : des études suggèrent que notre cerveau et nos émotions sont également sensibles à ce qui se passe dans nos tripes.

Typiquement, la fonction cognitive ne diminue que lentement avec l'âge, mais dans certains cas, elle peut s'accélérer rapidement.

"Il existe des raisons physiologiques comme la maladie d'Alzheimer et la démence sénile qui expliquent une déficience cognitive rapide", explique O'Toole. "Mais le taux de perte pourrait également être affecté par des composés fabriqués par des bactéries, et c'est ce que nous ciblons. Les bactéries produisent des produits chimiques qui sont des analogues - en d'autres termes, elles semblent identiques aux transmetteurs humains normaux. Ce que nous espérons, c'est que nous pouvons améliorer la capacité des personnes âgées à traiter les données."

Le point commun à tous ces problèmes, en particulier chez les personnes âgées, est le rétrécissement du microbiote intestinal qui, à son tour, est généralement le résultat d'un rétrécissement de l'alimentation. C'est un point sur lequel O'Toole insiste à plusieurs reprises.

"La diversité est la clé. Ce que nous voyons avec les gens qui suivent un régime à diversité étroite, c'est que le microbiote s'effondre. Une bonne analogie serait un écosystème comme une forêt tropicale, où de nombreuses plantes et animaux interagissent. Il a évolué sur des dizaines de milliers d'années, puis l'une des espèces clés, un arbre, est abattue et vous obtenez un effondrement écologique.

"Et si vous aviez un homme dont la femme est décédée et qu'elle avait fait toute la cuisine, et qu'il mange soudainement du pain grillé et de la marmelade, la diversité du microbiote intestinal s'effondrera - car la diversité du régime alimentaire est en corrélation avec la diversité du microbiote - et vous obtiendrez un gamme de problèmes de santé associés à cela.

Il poursuit en me disant que ma diversité microbienne est impressionnante et que, en guise de résumé, il suggérerait que mon alimentation est "assez bonne". Oubliez le régime 5-2, j'ai soudain envie d'écrire un livre de régime à succès intitulé Guts : Le guide microbien pour une alimentation saine. Dans un sens, bien sûr, ce n'est pas une grande réussite. Des études montrent qu'un changement de régime ne prend que peu de temps pour changer radicalement le microbiote, bien qu'il revienne aussi rapidement dès que le régime est abandonné.

Mais cette relation apparemment superficielle entre nourriture et microbes est en réalité assez profonde car elle parle d'abord d'une co-évolution avec le corps humain sur des dizaines de milliers d'années. Comme tous les organismes et espèces, les humains ont évolué pour avoir une relation particulière avec un ensemble particulier de microbes.

Il existe des centaines de milliers de types de microbes sur Terre, mais seulement un millier environ sont associés aux humains. Ainsi, deuxièmement, cela suggère que nous devons cesser de nous considérer comme des entités distinctes des microbes qui ont colonisé notre corps.

"Nous avons traversé la période de la médecine au cours de laquelle nous avons développé des antibiotiques", explique O'Toole. "Jusqu'à la seconde guerre mondiale, nous mourions de choses stupides comme la pneumonie et la septicémie galopante d'une petite blessure. Les antibiotiques ont donc été un succès majeur. pathogènes. Mais maintenant, nous avons une compréhension plus intelligente des humains en tant que chimères. »

Une existence sans germe serait malheureuse. Des tests ont montré qu'une souris élevée dans un laboratoire dépourvu de bactéries ne parvient pas à développer un système immunitaire approprié ou un système digestif efficace. Il doit consommer beaucoup plus de nourriture pour extraire des calories. Les humains sont d'abord colonisés par des microbes lors de la naissance. Ensuite par le lait maternel, qui contient à la fois des probiotiques (microbes bénéfiques) et des prébiotiques (composés qui favorisent la croissance des probiotiques).

« Il existe des preuves de plus en plus solides », dit O'Toole, « que l'explosion des maladies auto-immunes et des maladies de dérégulation immunitaire dans la société occidentale peut être due à la suppression des bactéries intestinales dès la petite enfance.

"Le système immunitaire des bébés est probablement enseigné à faire la distinction entre soi et non-soi dans le contexte des bactéries. Il y a deux articles récents dans la publication La nature montrant que le butyrate est important dans l'enrôlement des cellules T régulatrices, une branche des cellules immunitaires qui contrôlent les processus impliqués dans les maladies inflammatoires de l'intestin et le syndrome du côlon irritable. »

Il faut environ deux ans à partir de la naissance à travers un processus de sélection pour qu'un enfant atteigne un microbiome mature. Plusieurs phénomènes peuvent contribuer à la diminution microbienne de l'enfant. L'un est l'augmentation des césariennes.

"Les bébés qui étaient auparavant colonisés dans le canal génital avec le microbiote de leur mère ont maintenant un microbiote intestinal qui ressemble plus aux murs de l'hôpital qu'au microbiote vaginal de la mère."

Un autre est le manque de lait maternel et un troisième est l'utilisation accrue d'antibiotiques. O'Toole dit qu'une étude suggère que l'utilisation répétée d'antibiotiques fait pencher le microbiote vers celui qui favorise l'obésité. En fait, il existe de nombreuses études dans le monde qui en sont encore à leurs balbutiements mais qui mettent en évidence des liens entre le microbiote et des maladies et des affections aussi diverses que le syndrome du côlon irritable, les maladies inflammatoires de l'intestin, le diabète de type 2, la maladie de Parkinson, la maladie d'Alzheimer, l'autisme, la dépression. , les maladies cardiovasculaires et le cancer du côlon.

Mais jusqu'à présent, rien n'est concluant et beaucoup sont hautement spéculatifs. Après les premières affirmations sur les avantages potentiels pour la santé de la recherche sur le microbiome – le genre qui a tendance à aider au financement – ​​il y a eu un peu de réaction sceptique.

Plusieurs articles ont souligné qu'il y avait eu beaucoup d'hyperboles mais pas assez de substance. Et pour l'instant, la profession médicale ne se précipite pas pour produire des spécialistes du microbiome.

"La médecine est notoirement lente à adopter de nouvelles idées", explique O'Toole. Il cite le cas de Barry Marshall, un médecin australien dont la prétention d'avoir établi une cause bactérienne des ulcères gastroduodénaux et du cancer gastrique a été largement ridiculisée par l'establishment médical dans les années 1980. "Environ 20 ans plus tard, il a reçu le prix Nobel."

Le problème, dit-il, est que les microbiologistes ont très bien réussi à découvrir les bactéries intestinales et à identifier les rôles qu'elles pourraient jouer, mais ils ont mis du temps à développer des mécanismes pour établir des liens de causalité solides et des applications pratiques.

"Personnellement, j'espère que cela ne deviendra pas la solution à tout car cela ne sera pas crédible, ce n'est tout simplement pas vrai. Il existe de nombreuses preuves que la plupart des maladies humaines majeures ont une base physiologique ou liée au mode de vie, mais c'est probable dans le microbiote intestinal est un facteur modulateur qui contribue au risque global."

À l'heure actuelle, O'Toole souhaite réduire le microbiote à plus faible diversité chez les personnes âgées au moyen de compléments alimentaires. "Mais nous craignons que, comme le dit le Fonds mondial pour la nature, l'extinction puisse être pour toujours. Que si une bactérie particulièrement bonne est absente d'une personne âgée, nous ne pourrons peut-être pas la récupérer par le seul régime."

La solution dans ce cas pourrait être la transplantation de microbiote fécal, ce que O'Toole clarifie utilement, "est l'idée de transplanter le caca de quelqu'un d'autre dans un receveur". Ce qui nous ramène à l'endroit où j'ai commencé. Si ramasser ses propres excréments est contre-intuitif, alors les injecter à quelqu'un d'autre va à l'encontre de tout instinct humain décent.

Mais cela se produit déjà en Amérique du Nord et O'Toole suggère que de telles greffes peuvent aider à prévenir l'ulcération du côlon - une maladie qui a failli tuer mon père il y a quelques années. En fin de compte, tout revient à ce que vous mettez et retirez . Et dans ce cycle de vie infatigable, nous ne devrions pas être consternés si même nos déchets ne doivent pas être gaspillés.

Veuillez noter : l'Institut BioSciences n'est pas en mesure d'offrir une analyse individuelle et l'a fait aux fins de cet article uniquement.


Marché des enzymes de biologie moléculaire par les principaux acteurs (Becton Dickinson, Agilent Technologies, Thermo Fisher Scientific, Merck) sur la base de la propagation mondiale du COVID-19 en 2020

Le rapport sur le marché mondial des enzymes de biologie moléculaire a été publié par Market Research Store. The report provides the client the latest trending insights about the Molecular Biology Enzymes market. You will find in the report include market value and growth rate, size, production consumption and gross margin, pricings, and other influential factors. Along with these you will get detailed information about all the distributors, suppliers and retailers of the Molecular Biology Enzymes market in the report. The competitive scenario of all the industry players are mentioned in-detail in the report. Due to the pandemic the market players have strategically changed their business plans.

Some of the key industry players that are operating in the Molecular Biology Enzymes market are:

  • F. Hoffmann-la Roche
  • QIAGEN N.V.
  • Illumina
  • Merck
  • Agilent Technologies
  • Takara Bio
  • Thermo Fisher Scientific
  • Becton Dickinson
  • New England Biolabs
  • Promega

Through the month of the analysis, research analysts predicted that the Molecular Biology Enzymes market reached XX million dollars in 2019 and the market demand will reach XX million dollars by 2026. During the forecast period 2020 to 2026 the expected CAGR is XX%. The increasing investments in the research and development activities and the rising technological advancements in the Molecular Biology Enzymes market, increasing the market growth.

Due to the increase of pandemic world-wide several market issues has generated around the world. Such as, economic crisis in various regions along with loss of employment.

The questions that are answered in the report:

  • What are the challenges for the Molecular Biology Enzymes market created by the outbreak of the global pandemic?
  • What are the drivers that are shaping the Molecular Biology Enzymes market?
  • What are the top opportunities that are currently ruling the market?
  • What are the segments of the Molecular Biology Enzymes market that are given in the report?
  • What are the developing regions in the Molecular Biology Enzymes market?

Overall industries are struggling on the global platform to revive the markets. It has been observed that through the pandemic almost every market domain has been impacted.

Market Segmentation

The Molecular Biology Enzymes market regional presence is showcased in five major regions Europe, North America, Latin America, Asia Pacific, and the Middle East and Africa. In the report, the country-level analysis is also provided.

The Molecular Biology Enzymes market is segmented into Product Types:

The Molecular Biology Enzymes market is segmented into By End User/Application:

  • Academic & Research Institutes
  • Hospitals & Diagnostic Centers
  • Pharmaceutical & Biotechnology Companies
  • Autres

The major points that are covered in the report:

Aperçu: In this section, the global Molecular Biology Enzymes Market definition is given, with an overview of the report in order to provide a board outlook about the nature and contents of the research study.

Strategies Analysis of Industry Players: This Strategic Analysis will help to gain competitive advantage over their competitors to the market players.

Essential Market Trends: Depth analysis of the market&rsquos latest and future trends is provided in this section.

Market Forecasts: In this segment, accurate and validated values of the total market size in terms of value and volume have provided by the research analyst. Also the report include production, consumption, sales, and other forecasts for the global Molecular Biology Enzymes Market.

Regional Analysis: In the global Molecular Biology Enzymes market report major five regions and its countries have been covered. Market players will have estimates about the untapped regional markets and other benefits with the help of this analysis.

Segment Analysis: Accurate and reliable foretell about the market share of the essential sections of the Molecular Biology Enzymes market is provided.

Regional Segmentation

  • Amérique du Nord
  • l'Amérique latine
  • L'Europe 
  • Asia Pacific
  • Middle East and Africa

Questions fréquemment posées

Which are the dominant player engaged in the Molecular Biology Enzymes industry?

  • F. Hoffmann-la Roche
  • QIAGEN N.V.
  • Illumina
  • Merck
  • Agilent Technologies
  • Takara Bio
  • Thermo Fisher Scientific
  • Becton Dickinson
  • New England Biolabs
  • Promega

Which sectors are forecasted to occupied the highest share in the Molecular Biology Enzymes business?

As per Molecular Biology Enzymes market analysis, North America is forecasted to occupied major share in the Molecular Biology Enzymes market.

How can I get analytical data of dominant industry player of Molecular Biology Enzymes market?

The statistical data of the dominant industry player of Molecular Biology Enzymes market can be acquired from the company profile segment described in the report. This segment come up with analysis of major player’s in the Molecular Biology Enzymes market, also their last five-year revenue, segmental, product offerings, key strategies adopted and geographical revenue produced.

Which segment are offer in this report?

The report come up with a segment of the Molecular Biology Enzymes market based on Type, Region, and Application, Also offer a determined view on the Molecular Biology Enzymes market.

Which market fluctuations have an effect on the business most?

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How can I apply for sample report of Molecular Biology Enzymes Industry?

The sample report for Molecular Biology Enzymes market can be received after the apply from the website.


INHERITANCE OF TWO GENES

Dihybrid Cross: When two pairs of characters are studied in the cross, it is called dihybrid cross.

Mendel selected yellow colour (YY) and green colour (yy) as seed colour. He further selected round seeds (RR) and wrinkled seeds (rr) for seed texture. In this case, yellow colour is dominant over green colour, while round texture is dominant over wrinkled texture.

F1 Generation: When gametes RY and ry were crossed, all plants in F1 generation produced yellow and wrinkled seeds (RrYy). The genotype was heterozygous in these plants. Yellow colour and round texture showed dominance.

When plants of F1 generation were allowed to self pollinate, the result could be shown by following Punette Square.

GAMETESRRrYRyry
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The plants of F2 generation produced 3 types of seeds, i.e. round yellow, wrinkled yellow, round green and wrinkled green in ratio 9:3:3:1. Based on this observation, Mendel proposed the Law of Independent Assortment.

Law of Independent Assortment: When two pairs of traits are combined in a hybrid, segregation of one pair of characters is independent of the other pair of characters.

Chromosomal Theory of Inheritance: Chromosomes as well as genes occur in pairs. The two alleles of a gene pair are located on homologous sites on homologous chromosomes. Sutton and Boveri argued that the pairing and separation of a pair of chromosomes would lead to the segregation of a pair of factors they carried. Sutton united the knowledge of chromosomal segregation and Mendelian principles and termed it the Chromosomal Theory of Inheritance.

Linkage: The physical association of genes on a chromosome is called linkage.

Recombination: Combination of non-parental genes is called recombination.

Morgan carried out several dihybrid crosses in Drosophila to study genes that were sex-linked. Morgan hybridized yellow-bodied, white-eyed females to brown-bodied, red-eyed males. He intercrossed the F1 progeny. He observed that the two genes did not segregate independently of each other, and the F2 ratio deviated very significantly from the 9:3:3:1 ratio. Morgan was aware that the genes were located on the X chromosome. He could see that when the two genes in a dihybrid cross were situated on the same chromosome, the proportion of parental gene combinations were much higher than the non-parental gene combinations. This was attributed to the physical association or linkage of the two genes. Morgan also found that even when genes were grouped on the same chromosome, some genes were tightly linked, while others were loosely linked. The tightly linked genes showed very low recombination, while the loosely linked genes showed higher recombination. For example genes for white and yellow colours were tightly linked and showed only 1.3% recombination. On the other hand, genes for white and miniature wing showed 37.2% recombination because they were loosely linked.


What does elevated ALT level means? And when is treatment needed?

ALT (Alanine Aminotransferase / SGPT) is a type of enzyme found in liver cells. When the liver cells are functioning normally, the ALT enzymes should be contained within the liver cells.

You can imagine each liver cells as a balloon, and the ALT enzymes are the air inside the balloon. When the balloon is damaged, the air will be released. And when the liver cells is damaged, ALT enzymes are released into the bloodstream, therefore we are able to find out the level of liver function from a liver function blood test (LFTs).

The level of ALT is the primary indicator of liver health as this type of enzyme are only mainly found in liver cells. Normal ALT values are around 10-40 units per litre. This range might vary according to different countries or laboratories, but the upper limit is usually between 35-40. [1]

Therefore an elevated ALT level simply means liver damage, the higher ALT number indicates more severe damage to the liver.

When is treatment needed for elevated ALT level?

Different substances can causes damages to liver cells and elevated ALT level, i.e. Alcohol, medication, fat, heavy metals, or even excessive amount of meat intake. And it is normal for our body to have a small amount of ALT in the bloodstream, therefore the normal range of ALT is 10-40 units per litre.

Our liver is very forgiving and has a great self-repairing ability. If the ALT level is elevated in short term (less than 1 month), it is not considered to be a problem as the liver will be able to heal back itself.

But if the elevated ALT is longer than 1 month, this indicates a problem in the liver, which could be fatty liver, hepatitis, alcohol liver disease, etc. If ALT level is above normal range for longer than 3 months, it is considered to be chronic liver disease, where the liver is under constant injury, and treatment is required in order to prevent more serious liver diseases like: fibrosis, cirrhosis or liver cancer.

The types of treatment required for elevated ALT is different depending on the causes, some might require treatment for the cause of liver damage, and some treatment might focus on enhancing the ability of liver function and simply by protecting the liver cells, like fatty liver.


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