ЛАКАЗЕ: КАРАКТЕРИСТИКЕ, СТРУКТУРА, ФУНКЦИЈЕ - НАУКА - 2025

Лаццасес , п- дифенол: Оксидоредуктазе диокиген-бензенедиол кисеоника Оксидоредуктазе , или, су ензими који припадају групи ензима под називом оксидазе "блуе бакарне оксидазе".

Постоје у вишим биљкама, неким инсектима, бактеријама и практично свим гљивама које су проучаване; његова карактеристична плава боја је продукт четири атома бакра који су везани за молекулу на његовом каталитичком месту.

Графички приказ молекуларне структуре ензима Лаццасе (Извор: Јавахар Сваминатхан и особље МСД-а у Европском институту за биоинформатику путем Викимедиа Цоммонса)

Ове ензиме описали су Иосхида и др. 1883., проучавањем смоле стабла Рхус верницифера или јапанског "дрвета лака", где је утврђено да је њихова главна функција катализирати реакције полимеризације и деполимеризације једињења.

Много касније откривено је да код гљива ови протеини с ензиматском активношћу имају специфичне функције у механизмима уклањања токсичних фенола из окружења у којем расту, док су у биљкама укључени у синтетичке процесе, попут лигнификације.

Научни напредак у погледу проучавања ових ензима омогућио је њихову употребу на индустријском нивоу, где се користи њихов каталитички капацитет, нарочито у контексту биоремедијације, текстила, у уклањању боја нанетих на текстил, у индустрији папира, међу други.

Главни разлози због којих су лаказе толико занимљиве са индустријског становишта имају везе са чињеницом да њихове оксидационе реакције једноставно укључују смањење молекуларног кисеоника и производњу воде као секундарног елемента.

карактеристике

Ензими лаказе могу се излучити или наћи у интраћелијској регији, али то зависи од организма који се проучава. Упркос томе, већина анализираних ензима (са изузетком неких протеина одређених гљивица и инсеката) су ванћелијски протеини.

Дистрибуција

Ови ензими, као што је горе дискутирано, претежно се налазе у гљивицама, вишим биљкама, бактеријама и неким врстама инсеката.

Међу биљкама где је доказано његово постојање су стабла јабуке, шпароге, кромпир, крушке, манго, брескве, борови, шљиве, између осталог. Лакци-експресиони инсекти углавном припадају родовима Бомбик, Цаллипхора, Диплоптера, Дросопхила, Мусца, Папилио, Рходниус и други.

Гљивице су организми из којих је издвојен и проучен највећи број и разноликост лаказа, а ти ензими присутни су и у аскомицете и у деутеромицете и у базиидиоцети.

Катализа

Реакција коју катализују лаказе састоји се од моноелектронске оксидације молекула супстрата, који може припадати групи фенола, ароматичних једињења или алифатских амина, у одговарајући реактивни радикал.

Резултат каталитичке реакције је редукција једног молекула кисеоника у две молекуле воде и истовремено оксидација четири молекула супстрата да би се произвела четири реактивна слободна радикала.

Интермедијарни слободни радикали могу да се придруже и формирају димере, олигомере или полимере, па се каже да лаказе катализују реакције полимеризације и „деполимеризације“.

Структура

Лаказе су гликопротеини, то јест, то су протеини који имају остатке олигосахарида ковалентно повезани у полипептидни ланац, а они представљају између 10 и 50% укупне масе молекула (проценат у биљним ензимима може бити мало већи) .

Угљикохидратни део ове врсте протеина садржи моносахариде као што су глукоза, маноза, галактоза, фукоза, арабиноза и неки хексозамини, а сматра се да гликозилација игра важну улогу у излучивању, протеолитичкој осетљивости, активности, задржавању бакра и термичка стабилност протеина.

Ови ензими се углавном налазе у природи као мономери или хомодимери, а молекулска маса сваког мономера може варирати између 60 и 100 кДа.

Каталитички центар лаказе састоји се од четири бакарна (Цу) атома, који дају молекулу уопште плаву боју због електронске апсорпције која се одвија у бакар-бакарним (Цу-Цу) везама.

Поврће лаказе има изоелектричне тачке са вриједностима близу 9 (сасвим основно), док су гљивични ензими између изоелектричних тачака 3 и 7 (тако да су то ензими који раде у киселим условима).

Изоензими

Многе гљиве које производе лакове имају и лаформне изоформе, које кодирају исти ген или различити гени. Ови изоенцими се међусобно разликују углавном у погледу стабилности, оптималног пХ и температуре за катализацију и афинитета за различите врсте супстрата.

Под одређеним условима, ови изоензими могу имати различите физиолошке функције, али то зависи од врсте или стања у коме живе.

Карактеристике

Неки истраживачи су показали да су лакезе укључене у „склеротизацију“ кутикуле у инсеката и скупљање спора отпорних на ултраљубичасто светло у микроорганизме рода Бациллус.

У биљкама

У биљним организмима лаказе учествују у стварању ћелијског зида, у процесима лигнификације и "делигнификације" (губитак или распад лигнина); и даље, они су повезани са детоксикацијом ткива оксидацијом антифунгалних фенола или деактивацијом фитоалексина.

У гљивама

Знатно обилне у овој групи организама, лаказе учествују у различитим ћелијским и физиолошким процесима. Међу њима можемо поменути заштиту од патогених гљива танина и биљних „фитоалексина“; па се може рећи да су за гљивице ти ензими фактори вируленције.

Лаказе такође играју улогу у морфогенези и диференцијацији отпорности и споре структуре базидиомицета, као и у биоразградњи лигнина у гљивицама које разграђују ткива дрвенастих биљних врста.

Истовремено, лаказе учествују у стварању пигмената у мицелији и плодним телима многих гљива и доприносе процесима адхезије ћелијских ћелија, стварању полифенолног „лепка“ који веже хифе и у евазији. имуног система домаћина заражених патогеним гљивицама.

У индустрији

Ови одређени ензими индустријски се користе у разне сврхе, али најистакнутији одговарају текстилној и папирној индустрији и биоремедијацији и деконтаминацији отпадних вода произведених другим индустријским процесима.

Конкретно, ови ензими се често користе за оксидацију фенола и њихових деривата присутних у води контаминираној индустријским отпадом, чији су продукти катализе нерастворљиви (полимеризовани) и талог, што их чини лако одвојивим.

У прехрамбеној индустрији такође су од неке важности, јер је уклањање фенолних једињења неопходно за стабилизацију напитака као што су вино, пиво и природни сокови.

Користе се у козметичкој индустрији, у хемијској синтези многих једињења, у биоремедијацији земљишта и у нанобиотехнологији.

Најраширеније су лакови из гљивица, али недавно је утврђено да бактеријски лак има значајније карактеристике са индустријског становишта; Способни су за рад са већим бројем супстрата и при знатно већим распонима температуре и пХ, као и да су много стабилнији против инхибитора.

Референце

1. Цлаус, Х. (2004). Лаказе: структура, реакције, дистрибуција. Мицрон, 35, 93–96.
2. Цоуто, СР, Луис, Ј., и Херрера, Т. (2006). Индустријске и биотехнолошке примјене лаказе: преглед. Биотехнолошки напредак, 24, 500–513.
3. Мадхави, В. и Леле, СС (2009). Лак: својства и примене. Биоресоурцес, 4 (4), 1694–1717.
4. Рива, С., Молецоларе, Р., и Бианцо, ВМ (2006). Лаказе: плави ензими за зелену хемију. Трендови у биотехнологији, 24 (5), 219–226.
5. Сингх, П., Бинди, Ц. и Аруника, Г. (2017). Лак за бактерије: недавно ажурирање производње, својстава и индустријске примјене. Биотецх, 7 (323), 1–20.