Lacasas -kenmerken, structuur, functies

De de huizen, P-Dipenol: oxidorted dioxygen of benzeendiol-oxygen oxiductase.

Er zijn in de bovenste planten, in sommige insecten, in bacteriën en in praktisch alle onderzochte schimmels; De karakteristieke blauwe kleur is een product van vier koperatomen die aan het molecuul zijn bevestigd in zijn katalytische plaats.

Grafische weergave van de moleculaire structuur van een enzym lacasa (Bron: Jawahar Swaminathan en MSD -personeel van het European Bioinformatics Institute [Public Domain] via Wikimedia Commons)

Deze enzymen werden beschreven door Yoshida en medewerkers in 1883, bij het bestuderen van de boomhars Rhus Vernicifera of "lakboom" Japans, waar werd vastgesteld dat de belangrijkste functie ervan was om polymerisatie- en depolerisatiereacties van verbindingen te katalyseren.

Veel later werd ontdekt dat in schimmels deze eiwitten met enzymatische activiteit specifieke functies hebben in de mechanismen van het verwijderen van toxische fenolen uit het medium waar ze groeien, terwijl ze in planten betrokken zijn bij synthetische processen zoals aanmatiging.

De wetenschappelijke vooruitgang met betrekking tot de studie van deze enzymen liet hun werkgelegenheid op industrieel niveau toe, waar hun katalytische capaciteit is gebruikt, vooral in de context van bioremediatie, textilery, bij het verwijderen van kleurstoffen die op textiel worden toegepast, in de papieren industrie, tussen anderen, tussen anderen, tussen anderen.

De belangrijkste redenen waarom lacasa's zo interessant zijn vanuit industrieel oogpunt, hebben te maken met het feit dat hun oxidatiereacties eenvoudigweg de vermindering van moleculaire zuurstof en waterproductie impliceert als een secundair element.

[TOC]

Kenmerken

Lacasas -enzymen kunnen worden uitgescheiden of in het intracellulaire gebied zijn, maar dit hangt af van het bestudeerde lichaam. Desondanks zijn de meeste geanalyseerde enzymen (met uitzondering van sommige eiwitten van bepaalde schimmels en insecten) extracellulaire eiwitten.

Kan u van dienst zijn: protobiontes

Verdeling

Deze enzymen zijn, zoals hierboven vermeld, voornamelijk in schimmels, in bovenste planten, in bacteriën en in sommige soorten insecten.

Onder de planten waar hun bestaan ​​is aangetoond zijn appelbomen, asperges, aardappelen, peren, mango's, perziken, dennen, pruimen, onder anderen. Insecten die lacasa's tot expressie brengen, behoren voornamelijk tot genres Bombyx, Calliphora, Diploptera, Drosophila, Musca, Papilio, Rhodnius, en anderen.

Schimmels zijn de organismen waarvan de meeste lak en verschillende lacasa's zijn geïsoleerd en bestudeerd, en deze enzymen zijn aanwezig in zowel ascomyceten als deuteromice en basidiomycetes.

Katalyse

De reactie die lacases katalyz.

Het resultaat van de katalytische reactie is de reductie van een zuurstofmolecuul tot twee watermoleculen en oxidatie, tegelijkertijd van vier substraatmoleculen om vier vrije reactieve radicalen te produceren.

Intermediaire vrije radicalen kunnen binden en dímeros, oligomeren of polymeren vormen, dus er wordt gezegd dat lacasa's polymerisatiereacties en "depolimerisatie" katalyseren.

Structuur

Lacasa's zijn glycoproteïnen, dat wil zeggen, het zijn eiwitten die oligosachariden hebben die covalent verenigd zijn met de polypeptideketen, en deze vertegenwoordigen tussen 10 en 50% van het totale gewicht van het molecuul (op de groentetezymen kan het percentage een beetje hoger zijn).

Het koolhydratengedeelte van dit type eiwit bevat monosachariden zoals glucose, galactose, fucosa, arabineus en sommige hexosamines, en men denkt dat glycosylering belangrijke functies heeft in secretie, proteolytische gevoeligheid, in activiteit, koperretentie en de thermische stabiliteit van de eiwit.

Over het algemeen worden deze enzymen in de natuur gevonden als monomeren of homodimisten en het molecuulgewicht van elk monomeer kan variëren tussen 60 en 100 kDa.

Het katalytische centrum van lacasas bestaat uit vier koperatomen (Cu), die het molecuul in het algemeen een blauwe kleur geven vanwege de elektronische absorptie die plaatsvindt in de koper-cobre bindingen (Cu-Cu).

Kan u van dienst zijn: allometrie

Groente lacases hebben iso -elektrische punten met waarden dicht bij 9 (vrij basic), terwijl schimmelzymen zich tussen iso -elektrische punten van 3 en 7 bevinden (dus het zijn enzymen die in zure omstandigheden werken).

Isoenzymen

Veel schimmels die lacasen produceren, hebben ook isovormen hiervan, die worden gecodeerd door hetzelfde gen of door verschillende genen. Deze isoenzymen verschillen van elkaar in termen van hun stabiliteit, hun optimale pH en temperatuur om te katalyseren en in termen van affiniteit voor verschillende soorten substraat.

Onder bepaalde omstandigheden kunnen deze isoenzymen verschillende fysiologische functies hebben, maar dit hangt af van de soort of de aandoening waarin het wordt bewoond.

Functie

Sommige onderzoekers hebben aangetoond dat lacasa's betrokken zijn bij de "sclerotisatie" van de nagelriem in insecten en de assemblage van sporen die resistent zijn tegen ultraviolet licht in micro -organismen van het genre Bacil.

In planten

In plantenorganismen nemen lacasa's deel aan de vorming van de celwand, in de processen van lignificatie en "schade" (verlies of desintegratie van lignine); En bovendien zijn ze gerelateerd aan weefselontgifting door het oxideren van antischimmelfenolen of de deactivering van fytoexins.

In schimmels

Aanzienlijk overvloedig in deze groep organismen, nemen lacasa's deel aan een verscheidenheid aan cel- en fysiologische processen. Onder hen kan de bescherming van de pathogene schimmels van de tannines en de groente "phytoexins" worden genoemd; Het kan dus gezegd worden dat deze enzymen voor schimmels virulentiefactoren zijn.

Lacasa's hebben ook functies in morfogenese en differentiatie van resistentiestructuren en sporen van basidiomyceten, evenals in de biologische afbraak van lignine in schimmels die weefsels van houtachtige soorten afbreken.

Het kan u van dienst zijn: verschillen tussen wetenschap en technologie

Tegelijkertijd nemen lacases deel aan de vorming van pigmenten van het mycelium van het immuunsysteem van gastheren die zijn geïnfecteerd met pathogene schimmels.

In de industrie

Deze specifieke enzymen worden industrieel gebruikt met verschillende doeleinden, maar de meest opvallende komen overeen met textiel- en grensindustrieën en de processen van bioremediatie en ontsmetting van afvalwaterproduct van andere industriële processen.

Punctueel worden deze enzymen vaak gebruikt voor de oxidatie van fenolen en hun derivaten aanwezig in besmet water met industrieel afval, waarvan de katalyseproducten onoplosbaar zijn (gepolymeriseerd) en neerslag, waardoor ze gemakkelijk worden gescheiden.

In de voedingsindustrie hebben ze ook enig belang, omdat het verwijderen van fenolverbindingen nodig is voor de stabilisatie van drankjes zoals wijn, bier en natuurlijke sappen.

Ze worden gebruikt in de cosmetica -industrie, in de chemische synthese van vele verbindingen, in de bioremediatie van bodems en in nanobiotechnologie.

De meest gebruikte zijn lacasa's van schimmels, maar onlangs is vastgesteld dat bacteriële lacasa's meer uitstekende kenmerken hebben vanuit industrieel oogpunt; Ze kunnen werken met de grootste verscheidenheid aan substraten en bij veel bredere temperatuur en pH -reeksen, naast veel stabieler voor remmende middelen.

Referenties

1. Claus, h. (2004). Laccases: structuur, reacties, verdeling. Micron, 35, 93-96.
2. Couto, s. R., Luis, J., & Herrera, T. (2006). Industriële en biotechnologische toepassingen van laccases: een overzicht. Biotechnologie vooruitgang, 24, 500-513.
3. Madhavi, v., & Lele, s. S. (2009). LacCase: eigenschappen en toepassingen. Bioresoources, 4(4), 1694-1717.
4. Riva, s., Molecolare, r., & Bianco, v. M. (2006). Laccases: blauwe enzymen voor groene chemie. Trends in biotechnologie, 24(5), 219-226.
5. Singh, p., Bindi, c., & Arunika, g. (2017). Bacteriële lacase: recente update over productie, eigenschappen en industriële toepassingen. Biotech, 7(323), 1-20.