Charakteristiky Lacasas, štruktúra, funkcie

Ten domy, p-Dipenol: oxidortovaný dioxygén alebo benzenediol-oxiduktáza.

V horných rastlinách sú v niektorých hmyzu, v baktériách a prakticky všetky huby, ktoré boli študované; Jeho charakteristická modrá farba je produktom štyroch atómov medi pripojených k molekule v katalytickom mieste.

Grafické znázornenie molekulárnej štruktúry enzýmu Lacasa (Zdroj: Jawahar Swaminathan a personál MSD v Európskom bioinformatickom inštitúte [verejná doména] prostredníctvom Wikimedia Commons)

Tieto enzýmy opísali Yoshida a spolupracovníci v roku 1883, keď študovali živicu stromov Rhus vernifera alebo „lakovaný strom“ Japonec, kde sa zistilo, že jej hlavnou funkciou bolo katalyzovať polymerizáciu a depolerizačné reakcie zlúčenín.

Oveľa neskôr sa zistilo, že v hubách majú tieto proteíny s enzymatickou aktivitou špecifické funkcie v mechanizmoch odstraňovania toxických fenolov z média, kde rastú, zatiaľ čo v rastlinách sa podieľajú na syntetických procesoch, ako je napríklad lignifikácia.

Vedecký pokrok týkajúci sa štúdia týchto enzýmov umožnil ich zamestnanie na priemyselnej úrovni, kde sa použila ich katalytická kapacita, najmä v kontextoch bioremediácie, textilera, pri odstraňovaní farbív aplikovaných na textil, v papierovom priemysle, medzi ostatnými.

Hlavné dôvody, prečo sú lakasy také zaujímavé z priemyselného hľadiska, súvisia so skutočnosťou, že ich oxidačné reakcie jednoducho naznačujú zníženie výroby molekulárneho kyslíka a vody ako sekundárneho prvku.

[TOC]

Charakteristika

Lacasasové enzýmy môžu byť sekretované alebo sú v intracelulárnej oblasti, ale to závisí od študovaného tela. Napriek tomu väčšina analyzovaných enzýmov (s výnimkou niektorých proteínov určitých húb a hmyzu) sú extracelulárne proteíny.

Môže vám slúžiť: protobiiontes

Distribúcia

Tieto enzýmy, ako je uvedené vyššie, sú prevažne v húb, v horných rastlinách, v baktériách a u niektorých druhov hmyzu.

Medzi rastlinami, v ktorých bola demonštrovaná ich existencia. Hmyz, ktorý exprimuje lakasy, patria hlavne do žánrov Bombyx, Calliphora, Diploptera, Drosophila, Musca, Papilio, Rhodnius, a ďalšie.

Huby sú organizmy, z ktorých boli izolované a študované najviac lak a rozmanitosť lakasov, a tieto enzýmy sú prítomné v ascomycete aj v deuteromici a basidiomycetes.

Katalýza

Reakcia, ktorá lakázy katalyzuje.

Výsledkom katalytickej reakcie je redukcia molekuly kyslíka na dve molekuly vody a oxidáciu súčasne štyroch molekúl substrátu za vzniku štyroch voľných reaktívnych radikálov.

Voľné radikály sprostredkovateľov sa môžu viazať a tvoriť dímeros, oligoméry alebo polyméry, takže sa hovorí, že LACASA katalyzuje polymerizačné reakcie a „depolimerizáciu“.

Štruktúra

LACAS sú glykoproteíny, to znamená, že sú to proteíny, ktoré majú oligosacharidy kovalentne spojené s polypeptidovým reťazcom a tieto predstavujú 10 až 50% z celkovej hmotnosti molekuly (na rastlinných enzýmoch môže byť percento o niečo vyššie).

Časť uhľohydrátov tohto typu proteínu obsahuje monosacharidy, ako je glukóza, galaktóza, fukoza, arabíny a niektoré hexozamíny, a predpokladá sa, že glykozylácia má dôležité funkcie pri sekrécii, proteolytická citlivosť, v aktivite, retencii medi a tepelnej stability proteínu.

Všeobecne sa tieto enzýmy vyskytujú v prírode ako monoméry alebo homodimisti a molekulová hmotnosť každého monoméru sa môže meniť medzi 60 a 100 kDa.

Katalytické centrum LACAS sa skladá zo štyroch atómov medi (CU), ktoré molekulu vo všeobecnosti poskytujú modrú farbu v dôsledku elektronickej absorpcie, ktorá sa uskutočňuje v väzbách meďnatého (CU-CU).

Môže vám slúžiť: Allometria

Rastlinné lakázy majú izoelektrické body s hodnotami blízkymi 9 (celkom základné), zatiaľ čo plesňové enzýmy sú medzi izoelektrickými bodmi 3 a 7 (takže sú to enzýmy, ktoré pracujú v kyslých podmienkach).

Izoenzýmy

Mnoho húb, ktoré produkujú lakázy, majú tiež izoformy, ktoré sú kódované rovnakým génom alebo rôznymi génmi. Tieto izoenzýmy sa navzájom líšia z hľadiska ich stability, ich optimálneho pH a teploty na katalyzovanie a z hľadiska afinity k rôznym typom substrátu.

Za určitých podmienok môžu mať tieto izoenzýmy rôzne fyziologické funkcie, ale to závisí od druhu alebo stavu, v ktorom je obývaný.

Funkcia

Niektorí vedci ukázali, že LACAS sa podieľajú na „sklerotizácii“ kutikuly v hmyzu a zostavení spór rezistentných na ultrafialové svetlo v mikroorganizmoch žánru tohto žánru Bacil.

V rastlinách

V rastlinných organizmoch sa LACAS podieľajú na tvorbe bunkovej steny, na procesoch lignifikácie a „škody“ (strata alebo rozpad lignínu); A navyše súviseli s detoxikáciou tkanív oxidačnými antimykotickými fenolmi alebo deaktiváciou fytoexínov.

V húb

V tejto skupine organizmov sa LACAS podieľajú na rôznych bunkových a fyziologických procesoch. Medzi nimi je možné spomenúť ochranu patogénnych húb trieslovín a zeleninových „fytoexínov“; Dá sa teda povedať, že v prípade húb sú tieto enzýmy virulenčné faktory.

LACAS má tiež funkcie v morfogenéze a diferenciácii rezistentných štruktúr a spór basidiomycetov, ako aj pri biodegradácii lignínu v húb, ktoré degradujú tkanivá druhov dreva.

Môže vám slúžiť: rozdiely medzi vedou a technológiou

Zároveň sa lakázy podieľajú na tvorbe pigmentov mycélia imunitného systému hostiteľov infikovaných patogénnymi hubami.

V priemysle

Tieto konkrétne enzýmy sú priemyselne používané na niekoľkých účeloch, ale najvýznamnejšie z nich zodpovedajú textilným a pohraničným priemyslom a procesmi bioreremediácie a dekontaminácie produktu odpadových vôd iných priemyselných procesov.

Tieto enzýmy sa časovo často používajú na oxidáciu fenolov a ich derivátov prítomných v kontaminovaných vodách priemyselným odpadom, ktorých katalýza sú nerozpustné (polymerizované) a zrazeniny, čo ich robí ľahko oddeliteľnými.

V potravinárskom priemysle majú tiež určitý význam, pretože odstránenie fenolických zlúčenín je potrebné na stabilizáciu nápojov, ako je víno, pivo a prírodné šťavy.

Používajú sa v kozmetickom priemysle, v chemickej syntéze mnohých zlúčenín, pri bioremediácii pôdy a v nanobiotechnológii.

Najpoužívanejšími sú lakasy z húb, ale nedávno sa zistilo, že bakteriálne lakasy majú z priemyselného hľadiska vynikajúce vlastnosti; Sú schopní pracovať s najväčšou škálou substrátov a pri oveľa širších rozsahoch teploty a pH, okrem toho, že sú oveľa stabilnejšie pred inhibičnými činidlami.

Odkazy

1. Claus, h. (2004). LACCASE: Štruktúra, reakcie, distribúcia. Mikrón, 35, 93-96.
2. Couto, s. R., Luis, J., & Herrera, T. (2006). Priemyselné a biotechnologické aplikácie LACCASE: prehľad. Biotechnologické pokroky, 24, 500-513.
3. Madhavi, v., & Lele, s. Siež. (2009). LacCase: Vlastnosti a aplikácie. Bioresoource, 4(4), 1694-1717.
4. Riva, s., Molecolare, r., & Bianco, V. M. (2006). LACCASE: modré enzýmy pre zelenú chémiu. Trendy v biotechnológii, 24(5), 219-226.
5. Singh, P., Bindi, c., & Arunika, G. (2017). Bakteriálny lak: Najnovšia aktualizácia o výrobe, nehnuteľnostiach a priemyselných aplikáciách. Biotechnológia, 7(323), 1-20.