¿Cuáles son las características y aplicaciones de las diversas enzimas de las materias primas de IVD?
Respuesta rápida: Las enzimas y los ingredientes de procesamiento de alimentos generalmente se seleccionan según el ajuste del sustrato, el intervalo de pH y temperatura, la dosis y si la especificación de uso final es aceptable para el proceso objetivo. La opción comercial más sólida es aquella que funciona consistentemente en condiciones de procesamiento reales.
La reacción en cadena de la polimerasa (PCR) es una técnica de biología molecular que se utiliza para amplificar fragmentos de ADN específicos, lo que se considera una replicación del ADN fuera del organismo, mediante la cual cantidades diminutas de fragmentos de ADN se amplifican hasta tal punto que pueden identificarse y reconocerse fácilmente.
Para las reacciones de PCR, las «enzimas» desempeñan un papel crucial y cada tipo de «enzima» tiene una actividad y función diferente. Entonces, ¿qué tipos de enzimas existen? ¿Y cuáles son las aplicaciones en el campo del IVD?
DNA polimerasa
Definición: Es un tipo de enzima que utiliza el ADN como plantilla, se replica desde el extremo 5-terminal al 3-terminal del ADN y cataliza la polimerización de las moléculas de dNTP sustrato para formar ADN hijo.
Principales actividades y funciones: catalizar la síntesis de ADN. 1, polimerización. 2, 3, → 5, actividad exonucleasa – función de corrección 3, 5, → 3, actividad exonucleasa – función de reparación por escisión 4, función de hidrólisis de pirofosfato 5, intercambio de pirofosfato.
Las ADN polimerasas comunes en el campo de IVD incluyen: Enzima Taq de inicio en caliente, que utiliza modificación química para cerrar la actividad de la enzima Taq antes de que el sistema de reacción se caliente a 70 °C, inhibiendo así la amplificación no específica. ADN polimerasa de alta fidelidad, que contiene un centro de polimerización y un centro de escisión, el centro de polimerización tiene una actividad polimerasa 5′-3′, responsable de la polimerización; El centro de escisión tiene una actividad exonucleasa 3′-5′ (también conocida como actividad de corrección), responsable de los nucleótidos desapareados que se van a escindir. (también conocida como actividad de corrección), que es responsable de la escisión de nucleótidos desapareados.
transcriptasa inversa
Definición: Enzima que utiliza ARN como plantilla y sintetiza una sola hebra de ADN complementaria a la plantilla de ARN en la dirección 5′-3′.
Principales actividades y funciones: 1. Actividad de la ADN polimerasa dirigida por ARN. 2. Actividad RNasa H 3. Actividad ADN polimerasa dirigida por ADN.
Aplicación en el campo de IVD: 1, reacción en cadena de la polimerasa con transcripción inversa (RT-PCR) 2, construcción de biblioteca de ADNc 3, secuenciación de ARN 4, RT-qPCR, 2019 Nuevos reactivos del sistema configurados de detección de ácido nucleico Crown, inevitablemente se unirán a la transcriptasa inversa.Esto se debe a que los virus de ARN deben transcribirse de forma inversa a ADN para poder realizar reacciones de PCR.
ARN polimerasa
Definición: una cadena de ADN o ARN como polimerasa plantilla, porque en la célula se encuentra la información genética de la transcripción del ADN, también conocida como transcriptasa.
Principales actividades y roles: 1, con el ADN como plantilla; 2, cataliza la síntesis de ácidos nucleicos mediante reacciones de polimerización; 3, hace que los nucleótidos formen enlaces fosfodiéster 3,→5; 4, transcribe la secuencia plantilla en la dirección 5′-3′ según el principio de emparejamiento complementario de bases.
Las ARN polimerasas comunes en el campo de IVD incluyen la ARN polimerasa T7, que cataliza específicamente el proceso de formación de ARN en la dirección 5’→3′. Actualmente en el diagnóstico in vitro, la tecnología SAT es la aplicación de la ARN polimerasa T7 para la amplificación del ARN. Esta tecnología se ha utilizado ampliamente en la detección de patógenos, la detección de virus sanguíneos y la detección microbiana ambiental.
Proteinasa K
Definición: La proteinasa K es una poderosa enzima proteolítica aislada de Candida albicans y es un reactivo clave para la extracción de ADN.
Función principal: degradar las proteínas de membrana y las proteínas unidas al ADN y promover la liberación del ADN. Aplicación en el campo IVD: para el aislamiento y extracción de plásmidos, ADN genómico, ARN. En la detección de ácidos nucleicos virales, la proteinasa K puede escindir e inactivar las proteínas de la cápside viral, mientras libera el genoma viral para completar la extracción del ácido nucleico.
UDG Enzima
Definición: alias uracilo-ADN glicosilasa, también conocida como uracilo -N- glicosilasa o UNGasa. Es la estructura química que forma los monómeros de ADN y ARN y codifica la información genética.
Función: Control eficiente de la contaminación residual de PCR. Aplicación en IVD: los reactivos de PCR para pruebas clínicas contienen enzima UDG para evitar la contaminación.
Endonucleasa
Definición: una clase de enzimas que reconoce una secuencia de nucleótidos específica y escinde el enlace fosfodiéster entre dos desoxirribonucleótidos en un sitio específico de cada cadena, denominadas enzimas de restricción.
Función: hay 3 tipos: tipo 1: tanto de modificación como de escisión de reconocimiento, el sitio de escisión está lejos de la secuencia de reconocimiento. tipo 2: solo escisión de reconocimiento, el sitio de escisión es la secuencia de reconocimiento. tipo 3: modificación y escisión de reconocimiento, el sitio de escisión y la secuencia de reconocimiento están más cerca.
Aplicaciones en el campo del DIV: 1, localización y aislamiento de genes, 2, análisis de secuencia de bases moleculares del ADN, 3, edición de ingeniería genética, 4, formación del mapa físico del ADN.
Enzima desconjuganteDefinición: utilizar la energía proporcionada por la hidrólisis del ATP para desenrollar los enlaces de hidrógeno formados por el emparejamiento de nucleótidos de ADN bicatenario para formar ADN monocatenario.
Papel: juega un papel en catalizar la deconvolución del ADN o ARN durante la replicación del ADN o ARN.
Aplicación en el campo de IVD: Tecnología de amplificación isotérmica, utilizando enzima desconjugante termoestabilizada en lugar del proceso de desnaturalización térmica en qPCR, para desenredar la doble hebra y extender la amplificación. Esta técnica es menos propensa a una amplificación no específica y también evita el proceso de elevar y bajar la temperatura en el ciclo de PCR, requiriendo solo un equipo simple para la detección.
Enzima modificadora
Definición: Enzima que cataliza la incorporación de bases raras en el ARN o el ADN, o modifica las bases originales para evitar la destrucción por las endonucleasas de restricción.
Función: Modificación covalente de la estructura de otras enzimas para que se transformen entre sí entre una forma altamente activa y una forma relativamente menos activa.
Aplicación en IVD: el método HTMR del ensayo de actividad de la enzima modificadora del ácido nucleico 5mC/m6A proporciona pruebas sólidas para el descubrimiento y la evaluación de la actividad de moduladores de moléculas pequeñas dirigidas a la metilación del ADN/ARN.
Pirofosfatasa
DEFINICIÓN: Enzima que cataliza la conversión de una molécula de pirofosfato en dos moléculas de iones fosfato.
Función: la pirofosfatasa inorgánica termoestable sigue siendo 100 % activa cuando se calienta a 100 °C durante 4 h, por lo que puede usarse en reacciones de PCR para eliminar la inhibición de la PCR por el pirofosfato inorgánico generado y mejorar la replicación del ADN.
anticuerpo taq
Definición: Anticuerpo contra la ADN polimerasa Taq.
Función: Durante la amplificación por PCR, el anticuerpo Taq se une a la enzima Taq para inhibir la actividad de la ADN polimerasa antes de la desnaturalización a alta temperatura y puede inhibir eficazmente la hibridación no específica de cebadores y la amplificación no específica causada por el dímero de cebador a baja temperatura.
Aplicación en IVD: la alta eficiencia de contención del anticuerpo Taq puede mejorar la sensibilidad de detección del nuevo kit de detección de ácido nucleico del coronavirus y ayudar a la detección del nuevo coronavirus.
El proceso de PCR estándar se divide en tres pasos: desnaturalización, hibridación y extensión del ADN. La reacción de inactivación puede ocurrir al inicio de la PCR calentando a 50°C durante 10 min o 95°C durante 2 min, y la enzima UDG elimina la amplificación generada por el ADN contaminante en el sistema de reacción. Posteriormente, el ADN molde se desnaturaliza a ADN monocatenario mediante alta temperatura. dos cebadores se hibridan con dos cadenas de ADN molde respectivamente bajo ADN polimerasa y temperatura adecuada.Los cebadores se extienden nuevamente bajo la ADN polimerasa. El anticuerpo Taq se une a la enzima Taq para inhibir la actividad de la ADN polimerasa e inhibir la amplificación no específica a bajas temperaturas. La adición de pirofosfatasa inorgánica a la reacción de PCR hidroliza el pirofosfato a ortofosfato, aumentando la eficiencia de amplificación de la reacción.
La enzima de materia prima es la cadena industrial ascendente de la industria de pruebas moleculares. En 2020, frente a la enorme demanda de pruebas de ácido nucleico, la demanda del mercado de reactivos de diagnóstico molecular aumentó drásticamente y, como resultado, la industria de enzimas de materia prima se desarrolló rápidamente. En términos de producción, debido al alto umbral técnico de la producción de enzimas como materia prima para pruebas moleculares, el mercado interno actual depende principalmente de las importaciones. En los últimos años, junto con el aumento del proceso de producción nacional, se enumeran varias empresas de materias primas y las categorías de productos también se enriquecen gradualmente, pero es innegable que la industria nacional de materias primas IVD aún se encuentra en las primeras etapas de desarrollo, la participación de mercado también es relativamente pequeña y el futuro seguramente existirá en un mayor margen de mejora.
Cómo suelen evaluar los compradores las enzimas y los ingredientes de procesamiento de alimentos
En proyectos de procesamiento de alimentos y enzimas, el marco de decisión más útil suele ser el ajuste de la aplicación más la estabilidad del proceso: qué ingrediente funciona bajo las condiciones de pH, temperatura, tiempo y sustrato previstas sin crear un problema de cumplimiento o calidad posterior.
- Defina primero el objetivo de procesamiento: Las aplicaciones de sabor, hidrólisis, textura, fermentación, limpieza y bioprocesos a menudo necesitan perfiles de actividad muy diferentes.
- Compruebe la ventana operativa real: El pH, la temperatura, el tiempo de residencia y el tipo de sustrato a menudo importan más que la afirmación principal del producto.
- Revisar la consistencia y el impacto posterior:La dosificación de , la influencia sensorial, la filtración y el comportamiento de vida útil pueden afectar el valor comercial final.
- Use validación piloto:Las pruebas de producción pequeñas de generalmente revelan las diferencias más útiles en actividad, eficiencia y ajuste del proceso.
Referencias de productos recomendados
- Longzyme Lipasa: Una referencia directa del producto para debates sobre alimentos, limpieza o bioprocesos relacionados con la lipasa.
- Longzyme Beta-Amylase: Una referencia práctica de enzimas cuando se están revisando la conversión del almidón y la actividad de procesamiento de alimentos.
- Glucoamilasa compuesta de longzima: Una referencia enzimática útil cuando la sacarificación o el rendimiento del procesamiento relacionado son importantes.
- YExtracto de levadura: Una referencia práctica de ingredientes cuando se trata de aplicaciones de sabor, fermentación o soporte de nutrientes.
Preguntas frecuentes para compradores y formuladores
¿Por qué una enzima de alta actividad no es automáticamente la mejor opción comercial?
Porque la mejor enzima es la que funciona de manera confiable en las condiciones reales del proceso y brinda el resultado final deseado sin crear nuevos problemas.
¿Deben seleccionarse los ingredientes alimentarios y biotecnológicos únicamente a partir de hojas de datos?
Por lo general, es más seguro combinar la revisión de especificaciones con una prueba piloto o de aplicación porque los sustratos reales y las ventanas de proceso pueden cambiar mucho el resultado.
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| Glucoamilasa compuesta | 9032-08-0 |
| Pullulanasa | 9075-68-7 |
| Xilanasa | 37278-89-0 |
| Celulasa | 9012-54-8 |
| Naringinasa | 9068-31-9 |
| β-amilasa | 9000-91-3 |
| Glucosa oxidasa | 9001-37-0 |
| alfa-amilasa | 9000-90-2 |
| Pectinasa | 9032-75-1 |
| Peroxidasa | 9003-99-0 |
| Lipasa | 9001-62-1 |
| Catalase | 9001-05-2 |
| TANNASE | 9025-71-2 |
| Elastase | 39445-21-1 |
| Urease | 9002-13-5 |
| DEXTRANASE | 9025-70-1 |
| L-Láctica deshidrogenasa | 9001-60-9 |
| Malato de deshidrogenasa | 9001-64-3 |
| Colesterol oxidasa | 9028-76-6 |