自己消化は、細胞を酵素的にそれ自身の酵素の作用によって消化されるプロセスです。それは文字通り、それ自身の溶解(死)につながるメカニズムが細胞で引き起こされることを意味します。
この「自己分解」のプロセスは、細菌や真菌の成長や発達の通常の過程で観察されています。しかしながら、多くの科学的テキストは、それが「死にかけている」細胞または「負傷した」または「負傷した」細胞の典型であることを確立しています。
酵母の細胞構造の代表的な図(出典:Inkscapeを使用したFrankie Robertson、独自の作品。WikimediaCommons経由)
自己溶解は動物や植物の組織でも起こりますが、一部の著者は、このプロセスを細胞死後に起こる非細菌性の「自己分解」と説明しています。
このプロセスは、1890年にSalkowskiによって自己消化の酵素的プロセスとして記述されましたが、ヤコビが自動分解という用語を作り出したのは1900年のことです。今日、このプロセスを担当する酵素は溶解の「副産物」ではなく、細胞プロセスに関与する酵素と同じであることが知られています。
業界での重要性を考えると、最も徹底的にレビューされた自己分解プロセスは、酵母、特にアルコール飲料(ワインとビール)の発酵プロセスやベーカリーで使用されるものです。
酵母の自己溶解性誘導体は、アミノ酸やその他の栄養素の優れた供給源であるため、培養培地の調製によく使用されます。
自己溶解の原因
自己分解は、いくつかの要因に応じて発生します。単細胞生物(微生物)では、この現象は、温度、pH、酸素濃度、培地の組成、栄養素の量、有毒物質の存在など、多くの環境条件に反応します。
たとえば、ワインやビールの発酵中、酵母の自己分解は、発酵液の栄養成分の減少、およびエタノールの濃度の大幅な増加に対応して起こります。あなたの代謝。
人間では、特に内視鏡的粘膜下層剥離術中に、長期の外科的介入または医療処置によって自己溶解過程が引き起こされる可能性があることが示されています。
さらに、多くの動物では、創傷や裂傷がある場所で自己溶解が起こり、治癒中に損傷した組織を排除する機能を果たします。
いくつかの植物組織では、自己分解は成長と発達だけでなく、気管のプロトプラスト(膜+サイトゾル)の分解のおかげで行われる木部導管を通る水とガスの輸送でも機能します。次に、植物の発達に典型的な刺激に反応して起こる。
一方、特定の種の糸状菌は、周囲の環境に適用されたいくつかの抗生物質または有毒物質に反応して、それらの細胞の自己分解を受ける可能性があります。
フェーズ
以下で説明する自己分解プロセスは、酵母で行われるプロセスですが、植物または動物の組織内の任意の微生物または任意の細胞グループに外挿することができます。
細胞死
すべての自己分解プロセスは、問題の細胞の死から始まります。特に真核生物の場合、最初の現象は細胞膜系の変化に関係しており、消化酵素が分解される成分と接触することを可能にします。
自己分解イベントに参加する酵素は、それらの基質をより小さな断片に分解する責任があります。例えば、プロテアーゼまたはペプチダーゼは、ほとんどすべてのタイプのタンパク質を「カット」し、ペプチドまたはアミノ酸を放出します。
一方、ヌクレアーゼは、DNAまたはRNAなどの核酸を分解し、それらを断片化して、ヌクレオシド、モノヌクレオチド、およびポリヌクレオチドを放出します。細胞壁の一部の成分の消化に関与する他の酵素があり、通常はグルカナーゼ(酵母)です。
一般に、細胞溶解と消化の結果として生じるものは自己消化物として知られており、消化が継続できる酵母細胞壁の破壊を通じて周囲の環境に放出されます。分解された細胞成分の濃度は、通常、酵母エキスとして知られているものを生成します。
酵母の自己分解は2つのプロセスに分けることができます
-「溶解」酵素、特にプロテイナーゼとペプチダーゼ(タンパク質分解、タンパク質分解酵素)による細胞成分の分解。
-真の細胞溶解または破裂および自己消化産物の放出を可能にする細胞壁の分解。
酵母は、これらの細胞のタンパク質分解酵素のほとんどを収容する液胞を持っています。そのような細胞が死ぬとき、これらの酵素はその基質と接触し、それらを分解します。他の真核動物細胞では、これらの酵素はリソソームに含まれています。
グルカナーゼおよび一部のプロテイナーゼは、酵母細胞壁の構成要素の分解に関与し、「溶解」酵素の分解産物の放出を促進する「孔」の開口または形成を引き起こします。
結果
自己消滅する細胞は死んで消滅し、その過程で構成分子の異なる部分が残るため、自己溶解イベントの主な結果は明白です。
一部の著者は、特定の臓器の自己溶解が内部の「液化」を引き起こし、その結果、萎縮または形態学的変形を引き起こす可能性があると考えています。
食品業界向け
このプロセスは、多くの食品、特に動物由来の食品でも発生する可能性があり、一般に、それらの筋肉組織の非細菌分解と、大量のペプチド、アミノ酸、リン酸基、炭水化物などの放出を意味します。分解細菌のコロニー形成のための生態学的機会。
自己消化プロセスの別の負の結果は、チーズ生産で例示されています。そこでは、Lactococcus lactis種に属する「スターター」バクテリアの自己消化が、これらの乳製品誘導体のフレーバーの発達に重要な意味を持っています。
アルコール飲料の製造に関連する一部の科学的テキストでは、一部の著者にとってそれは有益なプロセスであり、他の人にとってはこれは本質的に問題の飲料の種類に依存しますが、そうではないという矛盾に直面することがあります。
一部のワイン生産者は、自己分解プロセスが酵母の多くの有益な内部成分の放出を可能にし、それがこの液体の感覚特性と生物学的安定性に大きな影響を与えると考えています。
酵母エキスは、肉の派生品(ソーセージ)、スープ、ソース、その他のサンドイッチの製造に複数の用途があります。
酵母エキス濃縮物の写真(出典:Wikimedia Commons経由のSKopp)
液体培地での培養における数百万の酵母の死は、大量のアミノ酸、糖、ビタミン、およびその他の微量栄養素の放出を表すため、溶解物は食品の色と風味の「エンハンサー」としてのみ使用されるわけではありません、しかしまた実験的な成長培地の形成に使用されます。
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