Laccase - Laccase

As lacases ( EC 1.10.3.2 ) são oxidases multicobre encontradas em plantas, fungos e bactérias. As lacases oxidam uma variedade de substratos fenólicos , realizando oxidações de um elétron , levando à reticulação . Por exemplo, as lacases desempenham um papel na formação de lignina , promovendo o acoplamento oxidativo de monolignóis , uma família de fenóis de ocorrência natural . Outras lacases, como as produzidas pelo fungo Pleurotus ostreatus , desempenham um papel na degradação da lignina e podem, portanto, ser classificadas como enzimas modificadoras da lignina . Outras lacases produzidas por fungos podem facilitar a biossíntese dos pigmentos de melanina . As lacases catalisam a clivagem do anel de compostos aromáticos.

A laca foi estudada pela primeira vez por Hikorokuro Yoshida em 1883 e depois por Gabriel Bertrand em 1894 na seiva da árvore de laca japonesa , onde ajuda a formar laca , daí o nome laca .

Site ativo

O sítio tricopper encontrado em muitas lacases, observe que cada centro de cobre está ligado às cadeias laterais de imidazol da histidina (código de cores: cobre é marrom, nitrogênio é azul).

O sítio ativo consiste em quatro centros de cobre, que adotam estruturas classificadas como tipo I, tipo II e tipo III. Um conjunto tricopper contém cobre dos tipos II e III (veja a figura). É esse centro que liga o O ₂ e o reduz a água. Cada par Cu (I, II) fornece um elétron necessário para esta conversão. O cobre tipo 1 não se liga ao O ₂ , mas funciona apenas como um local de transferência de elétrons. O centro de cobre tipo I consiste em um único átomo de cobre que é ligado a um mínimo de dois resíduos de histidina e um único resíduo de cisteína , mas em algumas lacases produzidas por certas plantas e bactérias, o centro de cobre tipo I contém um ligante de metionina adicional . O centro de cobre tipo III consiste em dois átomos de cobre, cada um possuindo três ligantes de histidina e estão ligados um ao outro por meio de um ligante de ponte de hidróxido . O centro de cobre final é o centro de cobre do tipo II, que possui dois ligantes de histidina e um ligante de hidróxido. O tipo II junto com o centro de cobre tipo III forma o conjunto tricopper, que é onde ocorre a redução do dioxigênio . O cobre tipo III pode ser substituído por Hg (II), que causa uma diminuição na atividade da lacase. O cianeto remove todo o cobre da enzima, e a reincorporação com cobre tipo I e tipo II tem se mostrado impossível. O cobre do tipo III, entretanto, pode ser reincorporado à enzima. Uma variedade de outros ânions inibem a lacase.

As lacases afetam a reação de redução de oxigênio em overpotentials baixos . A enzima foi examinada como cátodo em células de biocombustíveis enzimáticas . Eles podem ser emparelhados com um mediador de elétrons para facilitar a transferência de elétrons para um fio de eletrodo sólido. As lacases são algumas das poucas oxidorredutases comercializadas como catalisadores industriais.

Atividade na massa de trigo

As lacases têm o potencial de reticular polímeros alimentares, como proteínas e polissacarídeos não-amido na massa. Em polissacarídeos não amiláceos, como arabinoxilanos (AX), a lacase catalisa a gelificação oxidativa de arabinoxilanos feruloilados por dimerização de seus ésteres ferúlicos. Verificou-se que essas ligações cruzadas aumentam muito a resistência máxima e diminuem a extensibilidade da massa. A resistência foi aumentada devido à reticulação de AX via ácido ferúlico e resultando em um forte AX e rede de glúten. Embora a lacase seja conhecida por fazer ligações cruzadas com AX, sob o microscópio descobriu-se que a lacase também agia sobre as proteínas da farinha. A oxidação do ácido ferúlico em AX para formar radicais de ácido ferúlico aumentou a taxa de oxidação de grupos SH livres nas proteínas do glúten e, assim, influenciou a formação de ligações SS entre os polímeros de glúten. A lacase também é capaz de oxidar a tirosina ligada ao peptídeo, mas de forma muito fraca. Devido ao aumento da força da massa, ela mostrou formação irregular de bolhas durante a prova. Isso ocorreu porque o gás (dióxido de carbono) ficou preso dentro da crosta e não conseguiu se difundir (como faria normalmente), causando um tamanho de poro anormal. A resistência e a extensibilidade dependiam da dosagem, mas com dosagens muito altas a massa apresentava resultados contraditórios: a resistência máxima foi reduzida drasticamente. A alta dosagem pode ter causado mudanças extremas na estrutura da massa, resultando na formação incompleta do glúten. Outra razão é que pode mimetizar uma mistura excessiva, causando efeitos negativos na estrutura do glúten. A massa tratada com lacase tinha baixa estabilidade ao longo do armazenamento prolongado. A massa tornou-se mais macia e isso está relacionado à mediação da lacase. O mecanismo de radical mediado pela lacase cria reações secundárias de radicais derivados de FA que resultam na quebra das ligações covalentes em AX e no enfraquecimento do gel de AX.

Biotecnologia

A capacidade das lacases de degradar vários polímeros aromáticos levou à pesquisa sobre seu potencial para biorremediação e outras aplicações industriais. As lacases têm sido aplicadas na produção de vinhos e também na indústria alimentar. Também foram realizados estudos utilizando lacases fúngicas e bacterianas para degradar os poluentes emergentes . Em particular, foi demonstrado que as lacases podem ser aplicadas para catalisar a degradação e desintoxicação de uma grande variedade de contaminantes aromáticos , incluindo corantes azo , bisfenol A e produtos farmacêuticos .

Veja também

•  Portal de biologia

Referências

Citações

Fontes gerais

links externos

• BRENDA
• Lacase na Biblioteca Nacional de Medicina dos EUA Medical Subject Headings (MeSH)