| Лакказа | |
|---|---|
 Сайт лакказы, содержащий три атома меди. Медь обозначена коричневым цветом, азот — синим | |
| Идентификаторы | |
| Шифр КФ | 1.10.3.2 |
| Номер CAS | 80498-15-3 |
| Базы ферментов | |
| IntEnz | IntEnz view |
| BRENDA | BRENDA entry |
| ExPASy | NiceZyme view |
| MetaCyc | metabolic pathway |
| KEGG | KEGG entry |
| PRIAM | profile |
| PDB structures | RCSB PDB PDBe PDBj PDBsum |
| Gene Ontology | AmiGO • EGO |
| Поиск | |
| PMC | статьи |
| PubMed | статьи |
| NCBI | NCBI proteins |
| CAS | 80498-15-3 |
 Медиафайлы на Викискладе | |
Лакказа (EC 1.10.3.2, пара-бензендиол:кислород оксидоредуктаза, п-дифенол оксидаза) — фермент, относящийся к оксидазам. Катализирует ряд реакций окисления ароматических и неароматических соединений. Содержит медь, связанную имидазольными группами гистидина. Встречается во многих микроорганизмах, грибах, растениях. Лакказы из различных организмов могут существенно отличаться по своим свойствам.
Лакказа была открыта Х. Ёсидой в 1883 году при исследовании выделений лакового дерева, быстро твердеющих на воздухе. Название ферменту было дано позже, в 1894 году, французским биохимиком Габриелем Бертраном, впервые выделившим и очистившим лакказу. Впоследствии было описано и подробно изучено множество различных лакказ из различных источников. Так, по состоянию на 2013 год, у сотен организмов описан и расшифрован ген, отвечающий за лакказу.
Каталитические свойства
Типичная катализируемая реакция: 4 молекулы гидрохинона + O2 → 4 молекулы 1,4-бензохинона + 2 H2O.
Типичный реакционный цикл фермента превращает одну молекулу кислорода в две молекулы воды, при этом окисляются 4 молекулы субстрата. В результате реакции некоторые субстраты могут димеризоваться или полимеризоваться. В качестве субстата могут выступать различные фенолы, ароматические амины и даже ионы металлов. Лакказы имеют низкую субстратную специфичность. Константа Михаэлиса для окисления фенолов и ароматических аминов обычно порядка миллимолей.
Структурные свойства
Лакказа относится к семейству оксидаз, содержащих несколько атомов меди (англ. multicopper oxidase family). Наиболее близкими к лакказе ферментами являются человеческий церулоплазмин, растительная аскорбатоксидаза, металлоксидаза дрожжей Fet3p.
Окислительный центр лакказы содержит blue copper-binding site (T1), включающий в себя ион меди, связанный с двумя радикалами гистидина и одним — цистеина, иногда также с одним радикалом метионина. Кислород-редуцирующий центр представляет собой trinuclear copper site (TNC), состоящий из пары антиферромагнитно-соединённых ионов меди, связанных с гистидинами (сайт T3) и из иона меди, связанного с парами гистидин/вода (сайт T2).
Значение в природе
В природе широко распространены лакказы и лакказо-подобные ферменты, которые участвуют в синтезе лигнина у растений, разложении лигнина грибами, в процессах детоксикации, окислительного стресса, в патогенезе растений, в росте и развитии ризоморф, синтезе предшественников меланина и других явлениях. Лакказы и другие подобные ферментные системы, присутствующие в лучистых грибках, содействуют образованию гумуса и других гумусоподобных веществ.
Использование
Лакказы используются в биотехнологических процессах, таких как биоремедиация и детоксикация загрязнённых почв и стоков, органический катализ, получение синтетических волокон из древесины. Используются также в пищевой и пивоваренной промышленности для улучшения свойств теста, улучшения вкусовых качеств пива и продления сроков годности соков за счёт торможения процессов окисления полифенолов в них.
Литература
- Alfred M. Mayera, Richard C. Staples. Laccase: new functions for an old enzyme // Phytochemistry. — 2002. — Т. 60, вып. 6. — С. 551–565. — doi:10.1016/S0031-9422(02)00171-1.
- Andrzej Leonowicz et al. Fungal laccase: properties and activity on lignin // Journal of Basic Microbiology. — 2001. — Т. 41, вып. 3-4. — С. 185–227. — doi:10.1002/1521-4028(200107)41:3/4<185::AID-JOBM185>3.0.CO;2-T.
- O. V. Morozova, G. P. Shumakovich, S. V. Shleev, Ya. I. Yaropolov. Laccase-mediator systems and their applications: A review // Applied Biochemistry and Microbiology. — 2007. — Т. 43, вып. 5. — С. 523-535. — ISSN 1608-3024. — doi:10.1134/S0003683807050055.
- Petri Widsten, Andreas Kandelbauer. Laccase applications in the forest products industry: A review // Enzyme and Microbial Technology. — 2008. — Т. 42, вып. 4. — С. 293–307. — doi:10.1016/j.enzmictec.2007.12.003.