Plik domy, p-Difenol: oksydoreduktazy ditlenowe lub oksydoreduktazy benzenodiol-tlen, to enzymy należące do grupy enzymów oksydaz zwanych „oksydazami niebieskiej miedzi”.
Występują w roślinach wyższych, niektórych owadach, bakteriach i praktycznie we wszystkich badanych grzybach; jego charakterystyczny niebieski kolor jest wynikiem czterech atomów miedzi przyłączonych do cząsteczki w miejscu jej katalitycznego miejsca.
Enzymy te zostały opisane przez Yoshidę i współpracowników w 1883 roku, kiedy badali żywicę drzewa Rhus vernicifera lub japońskie „drzewo lakierowe”, w którym określono, że jego główną funkcją jest katalizowanie reakcji polimeryzacji i depolimeryzacji związków..
Znacznie później odkryto, że u grzybów te białka o aktywności enzymatycznej pełnią określone funkcje w mechanizmach usuwania toksycznych fenoli ze środowiska, w którym rosną, natomiast u roślin biorą udział w procesach syntezy, takich jak lignifikacja..
Postęp naukowy w zakresie badań tych enzymów pozwolił na ich zastosowanie na poziomie przemysłowym, gdzie ich zdolność katalityczna została wykorzystana, zwłaszcza w kontekście bioremediacji, tekstyliów, do usuwania barwników stosowanych na tekstyliach, m.in. w przemyśle papierniczym..
Główne powody, dla których lakazy są tak interesujące z przemysłowego punktu widzenia, wynikają z faktu, że ich reakcje utleniania obejmują po prostu redukcję tlenu cząsteczkowego i produkcję wody jako pierwiastka wtórnego..
Indeks artykułów
Enzymy lakazy mogą być wydzielane lub znajdować się w regionie wewnątrzkomórkowym, ale zależy to od badanego organizmu. Mimo to większość analizowanych enzymów (z wyjątkiem niektórych białek niektórych grzybów i owadów) to białka zewnątrzkomórkowe..
Enzymy te, jak omówiono powyżej, znajdują się głównie w grzybach, roślinach wyższych, bakteriach i niektórych gatunkach owadów..
Wśród roślin, w których jej istnienie zostało udowodnione, to między innymi jabłonie, szparagi, ziemniaki, gruszki, mango, brzoskwinie, sosny, śliwki. Owady wyrażające laktozę należą głównie do rodzajów Bombyx, Calliphora, Diploptera, Drosophila, Musca, Papilio, Rhodnius, i inni.
Grzyby to organizmy, z których wyodrębniono i przebadano największą liczbę i różnorodność lakaz, a enzymy te są obecne zarówno w workowcach, jak i deuteromycetes i basidiomycetes..
Reakcja katalizowana przez lakazy polega na monoelektronicznym utlenianiu cząsteczki substratu, która może należeć do grupy fenoli, związków aromatycznych lub amin alifatycznych, do odpowiadającego jej reaktywnego rodnika.
Wynikiem reakcji katalitycznej jest redukcja jednej cząsteczki tlenu do dwóch cząsteczek wody i jednoczesne utlenianie czterech cząsteczek substratu do czterech reaktywnych wolnych rodników..
Pośrednie wolne rodniki mogą wiązać i tworzyć dimery, oligomery lub polimery, dlatego mówi się, że lakkazy katalizują reakcje polimeryzacji i „depolimeryzacji”..
Lakazy są glikoproteinami, to znaczy są to białka, które mają reszty oligosacharydowe kowalencyjnie połączone z łańcuchem polipeptydowym, które stanowią od 10 do 50% całkowitej masy cząsteczki (w enzymach roślinnych procent ten może być nieco wyższy).
Część węglowodanowa tego typu białka zawiera monosacharydy, takie jak glukoza, mannoza, galaktoza, fukoza, arabinoza i niektóre heksozaminy, i uważa się, że glikozylacja odgrywa ważną rolę w wydzielaniu, podatności proteolitycznej, aktywności, zatrzymywaniu miedzi i stabilności termicznej białko.
Ogólnie enzymy te występują w naturze jako monomery lub homodimery, a masa cząsteczkowa każdego monomeru może wynosić od 60 do 100 kDa.
Katalityczne centrum lakaz składa się z czterech atomów miedzi (Cu), które ogólnie nadają cząsteczce niebieski kolor z powodu absorpcji elektronowej zachodzącej w wiązaniach miedź-miedź (Cu-Cu)..
Lakiery roślinne mają punkty izoelektryczne o wartościach bliskich 9 (dość zasadowe), podczas gdy enzymy grzybowe znajdują się między punktami izoelektrycznymi od 3 do 7 (więc są to enzymy działające w środowisku kwaśnym).
Wiele grzybów produkujących lakazy ma również izoformy lakazy, które są kodowane przez ten sam gen lub przez różne geny. Izoenzymy te różnią się między sobą głównie stabilnością, optymalnym pH i temperaturą katalizatora oraz powinowactwem do różnych typów substratów..
W pewnych warunkach te izoenzymy mogą pełnić różne funkcje fizjologiczne, ale zależy to od gatunku lub stanu, w którym zamieszkuje..
Niektórzy badacze wykazali, że lakazy biorą udział w „sklerotyzacji” naskórka owadów i tworzeniu się zarodników odpornych na światło ultrafioletowe w mikroorganizmach z rodzaju Bakcyl.
W organizmach roślinnych lakazy uczestniczą w tworzeniu ściany komórkowej, w procesach lignifikacji i „delignifikacji” (utrata lub rozpad ligniny); a ponadto powiązano je z detoksykacją tkanek poprzez utlenianie przeciwgrzybiczych fenoli czy dezaktywację fitoaleksyn.
Niezwykle obfite w tej grupie organizmów lakazy biorą udział w różnorodnych procesach komórkowych i fizjologicznych. Wśród nich można wymienić ochronę patogennych grzybów garbników i roślinnych „fitoaleksyn”; można więc powiedzieć, że w przypadku grzybów enzymy te są czynnikami zjadliwości.
Lakazy pełnią również funkcje w morfogenezie i różnicowaniu odporności i struktur przetrwalnikowych podstawczaków, a także w biodegradacji ligniny grzybów degradujących tkanki gatunków roślin drzewiastych..
Jednocześnie lakazy uczestniczą w tworzeniu pigmentów w grzybni i owocnikach wielu grzybów i przyczyniają się do procesów adhezji komórkowej, w tworzeniu polifenolowego „kleju” wiążącego strzępki oraz w unikaniu odporności. system żywicieli zakażonych grzybami chorobotwórczymi.
Te konkretne enzymy są wykorzystywane w przemyśle do różnych celów, ale te najwybitniejsze odnoszą się do przemysłu tekstylnego i papierniczego oraz do bioremediacji i odkażania ścieków wytwarzanych w innych procesach przemysłowych..
W szczególności enzymy te są często używane do utleniania fenoli i ich pochodnych obecnych w wodzie zanieczyszczonej odpadami przemysłowymi, których produkty katalizy są nierozpuszczalne (polimeryzowane) i wytrącają się, co sprawia, że są łatwe do oddzielenia..
W przemyśle spożywczym mają również pewne znaczenie, ponieważ usuwanie związków fenolowych jest niezbędne do stabilizacji napojów, takich jak wino, piwo i naturalne soki..
Wykorzystywane są w przemyśle kosmetycznym, w syntezie chemicznej wielu związków, w bioremediacji gleby oraz w nanobiotechnologii.
Najpowszechniej stosowane są lakazy z grzybów, ale ostatnio stwierdzono, że lakaza bakteryjna ma bardziej znaczące cechy z przemysłowego punktu widzenia; Są zdolne do pracy z większą różnorodnością podłoży i przy znacznie szerszych zakresach temperatur i pH, a ponadto są znacznie bardziej stabilne wobec czynników hamujących.
Jeszcze bez komentarzy