casele, p-Difenolul: dioxigen oxidoreductaze sau benzenediol-oxigen oxidoreductaze, sunt enzime care aparțin grupului de enzime oxidază numite „oxidaze de cupru albastru”.
Există în plante superioare, în unele insecte, în bacterii și în practic toate ciupercile care au fost studiate; culoarea sa albastră caracteristică este produsul a patru atomi de cupru atașați moleculei de la situl său catalitic.
Aceste enzime au fost descrise de Yoshida și colaboratori în anul 1883, când studiau rășina arborelui Rhus vernicifera sau „copac de lac” japonez, unde s-a stabilit că funcția sa principală a fost catalizarea reacțiilor de polimerizare și depolimerizare a compușilor..
Mult mai târziu s-a descoperit că, în ciuperci, aceste proteine cu activitate enzimatică au funcții specifice în mecanismele de îndepărtare a fenolilor toxici din mediul în care cresc, în timp ce la plante sunt implicați în procese sintetice precum lignificarea.
Progresele științifice privind studiul acestor enzime au permis utilizarea lor la nivel industrial, unde capacitatea lor catalitică a fost utilizată, în special în contextele de bioremediere, textile, în îndepărtarea coloranților aplicați la textile, în industria hârtiei, printre altele..
Principalele motive pentru care lacazele sunt atât de interesante din punct de vedere industrial au legătură cu faptul că reacțiile lor de oxidare implică pur și simplu reducerea oxigenului molecular și producerea de apă ca element secundar..
Indice articol
Enzimele lacazei pot fi secretate sau găsite în regiunea intracelulară, dar acest lucru depinde de organismul studiat. În ciuda acestui fapt, majoritatea enzimelor analizate (cu excepția unor proteine din anumite ciuperci și insecte) sunt proteine extracelulare..
Aceste enzime, așa cum s-a discutat mai sus, se găsesc predominant în ciuperci, plante superioare, bacterii și unele specii de insecte..
Printre plantele unde sa dovedit existența sa se numără mărul, sparanghelul, cartofii, pere, mango, piersici, pini, prune, printre altele. Insectele care exprimă lacază aparțin în principal genurilor Bombyx, Calliphora, Diploptera, Drosophila, Musca, Papilio, Rhodnius, si altii.
Ciupercile sunt organismele din care au fost izolate și studiate cel mai mare număr și varietate de lacaze, iar aceste enzime sunt prezente atât în ascomicete, cât și în deuteromicete și în basidiomicete..
Reacția catalizată de lacaze constă în oxidarea monoelectronică a unei molecule de substrat, care poate aparține grupului de fenoli, compuși aromatici sau amine alifatice, radicalului său reactiv corespunzător.
Rezultatul reacției catalitice este reducerea unei molecule de oxigen la două molecule de apă și oxidarea, în același timp, a patru molecule de substrat pentru a produce patru radicali liberi reactivi..
Radicalii liberi intermediari se pot lega și forma dimeri, oligomeri sau polimeri, motiv pentru care se spune că lacazele catalizează reacțiile de polimerizare și „depolimerizare”..
Lacazele sunt glicoproteine, adică sunt proteine care au reziduuri de oligozaharide legate covalent de lanțul polipeptidic și acestea reprezintă între 10 și 50% din greutatea totală a moleculei (în enzimele vegetale procentul poate fi puțin mai mare).
Porțiunea de carbohidrați a acestui tip de proteine conține monozaharide precum glucoză, manoză, galactoză, fucoză, arabinoză și unele hexozamine, iar glicozilarea joacă roluri importante în secreție, susceptibilitate proteolitică, activitate, retenție de cupru și stabilitatea termică a proteina.
În general, aceste enzime se găsesc în natură ca monomeri sau homodimeri, iar greutatea moleculară a fiecărui monomer poate varia între 60 și 100 kDa.
Centrul catalitic al lacazelor este format din patru atomi de cupru (Cu), care conferă moleculei în general o culoare albastră datorită absorbției electronice care are loc în legăturile cupru-cupru (Cu-Cu)..
Lacazele vegetale au puncte izoelectrice cu valori apropiate de 9 (destul de bazice), în timp ce enzimele fungice se află între punctele izoelectrice de 3 și 7 (deci sunt enzime care funcționează în condiții acide).
Multe ciuperci producătoare de lacază au, de asemenea, izoforme lacază, care sunt codificate de aceeași genă sau de gene diferite. Aceste izoenzime diferă unele de altele în principal în ceea ce privește stabilitatea lor, pH-ul și temperatura optimă pentru a cataliza și în ceea ce privește afinitatea lor pentru diferite tipuri de substrat..
În anumite condiții, aceste izoenzime pot avea funcții fiziologice diferite, dar acest lucru depinde de specie sau de starea în care locuiește..
Unii cercetători au arătat că lacazele sunt implicate în „sclerotizarea” cuticulei la insecte și în asamblarea sporilor rezistenți la lumina ultravioletă în microorganismele din gen. Bacil.
La organismele vegetale, lacazele participă la formarea peretelui celular, la procesele de lignificare și „delignificare” (pierderea sau dezintegrarea ligninei); și, în plus, au fost legate de detoxifierea țesuturilor prin oxidarea fenolilor antifungici sau dezactivarea fitoalexinelor.
În mod semnificativ abundente în acest grup de organisme, lacazele participă la o varietate de procese celulare și fiziologice. Dintre acestea putem menționa protecția ciupercilor patogene ale taninurilor și a „fitoalexinelor” vegetale; deci se poate spune că, pentru ciuperci, aceste enzime sunt factori de virulență.
Lacazele au, de asemenea, funcții în morfogeneza și diferențierea rezistenței și structurilor de spori ale bazidiomicetelor, precum și în biodegradarea ligninei în ciuperci care degradează țesuturile speciilor de plante lemnoase..
În același timp, lacazele participă la formarea de pigmenți în micelie și în corpurile fructifere ale multor ciuperci și contribuie la procesele de adeziune celulă-celulă, la formarea „lipiciului” polifenolic care leagă hifele și la evaziunea. sistem de gazde infectate cu ciuperci patogene.
Aceste enzime particulare sunt utilizate industrial în diverse scopuri, dar cele mai remarcabile corespund industriilor textile și ale hârtiei și bioremediatiei și decontaminării apelor uzate produse de alte procese industriale..
Mai exact, aceste enzime sunt frecvent utilizate pentru oxidarea fenolilor și a derivaților lor prezenți în apa contaminată cu deșeuri industriale, ale căror produse de cataliză sunt insolubile (polimerizate) și precipitate, ceea ce le face ușor de separat..
În industria alimentară, ele au, de asemenea, o oarecare importanță, deoarece îndepărtarea compușilor fenolici este necesară pentru stabilizarea băuturilor, cum ar fi vinul, berea și sucurile naturale..
Acestea sunt utilizate în industria cosmetică, în sinteza chimică a multor compuși, în bioremediere a solului și în nanobiotecnologie.
Cele mai utilizate sunt lacaza din ciuperci, dar recent s-a stabilit că lacaza bacteriană are caracteristici mai proeminente din punct de vedere industrial; Sunt capabili să lucreze cu o varietate mai mare de substraturi și la temperaturi și pH-uri mult mai largi, pe lângă faptul că sunt mult mai stabile împotriva agenților inhibitori.
Nimeni nu a comentat acest articol încă.