維基百科

漆酶

酶

漆酶(英語：Laccase)（EC 1.10.3.2）是存在於植物、真菌和細菌中以中心金屬銅為活性的多銅氧化酶（英語：Multicopper oxidase）。 漆酶氧化多種酚底物，進行單電子氧化，從而導致交叉連結。 例如，漆酶通過促進單木質素（英語：Monolignols），天然酚（英語：Naturally occurring phenols）家族的氧化偶聯，在木質素的形成過程中發揮作用。[1]其他漆酶，如真菌"平菇"產生的漆酶，在降解木質素方面發揮作用，因此可歸類為木質素修飾酶（英語：Lignin-modifying enzyme）。[2]真菌產生的其他漆酶可促進黑色素的生物合成。[3]漆酶可催化芳香族化合物的環狀裂解。1883年，吉田彥六郎首先對漆酶進行了研究，[4]隨後法國生物化學家加布里埃爾•伯特蘭德（英語：Gabriel Bertrand）在1894年對其進行了研究。[5]在漆樹的樹液中，它有助於形成漆，因此被稱為漆酶。

漆酶
識別碼
EC編號 1.10.3.2
CAS號 80498-15-3
資料庫
IntEnz IntEnz瀏覽
BRENDA（英語：BRENDA） BRENDA入口
ExPASy（英語：ExPASy） NiceZyme瀏覽
KEGG KEGG入口
MetaCyc（英語：MetaCyc） 代謝路徑
PRIAM（英語：PRIAM_enzyme-specific_profiles） 概述
PDB RCSB PDB PDBj PDBe PDBsum
基因本體 AmiGO / EGO

活性位置

 
許多漆酶中都存在三個銅位點；請注意，每個銅中心都與組氨酸的咪唑側鏈結合在一起（顏色代碼：銅為棕色，氮為藍色）

該酶活性位點由四個銅中心組成，其結構分為 I 型、II 型和 III 型。 三銅集合體包含 II 型和 III 型銅（見圖）。 正是這個中心結合了氧氣並將其還原成水。 每一對銅（I,II）都能提供這種轉換所需的一個電子。 I 型銅不與氧氣結合，而只是作為一個電子轉移位點。 I 型銅中心由一個銅原子組成，該銅原子至少與兩個組氨酸殘基和一個半胱氨酸殘基連接，但在某些植物和細菌產生的漆酶中，I 型銅中心還含有一個蛋氨酸配體。 III 型銅中心由兩個銅原子組成，每個銅原子上都有三個組氨酸配體，並通過一個羥聯相互連接。 最後一個銅中心是 II 型銅中心，它有兩個組氨酸配體和一個羥基配體。 II 型銅中心與 III 型銅中心共同構成三銅集合體，氧氣還原反應就發生在這裡。[6] III 型銅可被 汞（II）取代，從而導致漆酶活性下降。 [1]氰化物會清除酶中的所有銅，已證明不可能再嵌入 I 型和 II 型銅。 不過，III 型銅可以重新嵌入酶中。 其他多種陰離子也會抑制漆酶。[7]

漆酶在低過電位時會影響氧還原反應（英語：Oxygen reduction reaction）。 這種酶已被研究用作酶生物燃料電池酶生物燃料電池（英語：Enzymatic biofuel cell）的陰極。 [8]它們可以與電子介質配對，以促進電子轉移到固體電極線上。 漆酶是少數幾種商業化的氧化還原酶用作工業催化劑。[9]

生物技術

漆酶降解各種芳香聚合物的能力促使人們對其在生物修復和其他工業應用方面的潛力進行研究。 漆酶已被應用於葡萄酒生產[10]和食品工業。[11] 利用真菌和細菌的漆酶降解新出現的污染物（英語：Contaminants of emerging concern）的研究也已開展。[12] [13] 研究表明，漆酶可用於催化大量芳香化合物的降解和解毒，[14]包括偶氮染料、[15][16]酚甲烷[17]和藥物。[18] 其根部分泌這種物質的轉基因植物也可以同樣的方式使用。[19][20]

參考文獻

  1. ^ 1.0 1.1 Solomon EI, Sundaram UM, Machonkin TE. Multicopper Oxidases and Oxygenases. Chemical Reviews. November 1996, 96 (7): 2563–2606. PMID 11848837. doi:10.1021/cr950046o. 
  2. ^ Cohen R, Persky L, Hadar Y. Biotechnological applications and potential of wood-degrading mushrooms of the genus Pleurotus. Applied Microbiology and Biotechnology. April 2002, 58 (5): 582–594. PMID 11956739. S2CID 45444911. doi:10.1007/s00253-002-0930-y. 
  3. ^ Lee D, Jang EH, Lee M, Kim SW, Lee Y, Lee KT, Bahn YS. Unraveling Melanin Biosynthesis and Signaling Networks in Cryptococcus neoformans. mBio. October 2019, 10 (5): e02267–19. PMC 6775464  . PMID 31575776. doi:10.1128/mBio.02267-19. 
  4. ^ Gabriel Bertrand on isimabomba. [2024-04-14]. （原始內容存檔於2016-03-04） （法語）. 
  5. ^ Lu GD, Ho PY, Sivin N. Science and civilisation in China: Chemistry and chemical 5. Cambridge University Press. 1980-09-25: 209. ISBN 9780521085731.  |issue=被忽略 (幫助)
  6. ^ Jones SM, Solomon EI. Electron transfer and reaction mechanism of laccases. Cellular and Molecular Life Sciences. March 2015, 72 (5): 869–883. PMC 4323859  . PMID 25572295. doi:10.1007/s00018-014-1826-6. 
  7. ^ Alcalde M. Laccases: Biological functions, molecular structure and industrial applications.. Polaina J, MacCabe AP (編). Industrial Enzymes. Springer. 2007: 461–476. ISBN 978-1-4020-5376-4. doi:10.1007/1-4020-5377-0_26. 
  8. ^ Thorum MS, Anderson CA, Hatch JJ, Campbell AS, Marshall NM, Zimmerman SC, et al. Direct, Electrocatalytic Oxygen Reduction by Laccase on Anthracene-2-methanethiol Modified Gold. The Journal of Physical Chemistry Letters. August 2010, 1 (15): 2251–2254. PMC 2938065  . PMID 20847902. doi:10.1021/jz100745s. 
  9. ^ Wheeldon IR, Gallaway JW, Barton SC, Banta S. Bioelectrocatalytic hydrogels from electron-conducting metallopolypeptides coassembled with bifunctional enzymatic building blocks. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. October 2008, 105 (40): 15275–15280. Bibcode:2008PNAS..10515275W. PMC 2563127  . PMID 18824691. doi:10.1073/pnas.0805249105  . 
  10. ^ Minussi RC, Rossi M, Bologna L, Rotilio D, Pastore GM, Durán N. Phenols Removal in Musts: Strategy for Wine Stabilization by Laccase. J. Mol. Catal. B: Enzym. 2007, 45 (3): 102–107. doi:10.1016/j.molcatb.2006.12.004. 
  11. ^ Minussi RC, Rossi M, Bologna L, Rotilio D, Pastore GM, Durán N. Phenols Removal in Musts: Strategy for Wine Stabilization by Laccase. J. Mol. Catal. B: Enzym. 2007, 45 (3): 102–107. doi:10.1016/j.molcatb.2006.12.004. 
  12. ^ Wang X, Yao B, Su X. Linking Enzymatic Oxidative Degradation of Lignin to Organics Detoxification. International Journal of Molecular Sciences. October 2018, 19 (11): 3373. PMC 6274955  . PMID 30373305. doi:10.3390/ijms19113373  . 
  13. ^ Gasser CA, Ammann EM, Shahgaldian P, Corvini PF. Laccases to take on the challenge of emerging organic contaminants in wastewater (PDF). Applied Microbiology and Biotechnology. December 2014, 98 (24): 9931–9952 [2024-04-14]. PMID 25359481. S2CID 5773347. doi:10.1007/s00253-014-6177-6. （原始內容存檔 (PDF)於2023-04-03）. 
  14. ^ Sharma N, Leung IK. Novel thermophilic bacterial laccase for the degradation of aromatic organic pollutants. Front. Chem. 2021, 9: 711345. Bibcode:2021FrCh....9..880S. PMC 8564365  . PMID 34746090. doi:10.3389/fchem.2021.711345  . 
  15. ^ Dai S, Yao Q, Yu G, Liu S, Yun J, Xiao X, et al. Biochemical Characterization of a Novel Bacterial Laccase and Improvement of Its Efficiency by Directed Evolution on Dye Degradation. Frontiers in Microbiology. 2021, 12: 633004. PMC 8149590  . PMID 34054745. doi:10.3389/fmicb.2021.633004  . 
  16. ^ Sharma N, Leung IK. Characterisation and optimisation of a novel laccase from Sulfitobacter indolifex for the decolourisation of organic dyes. International Journal of Biological Macromolecules. November 2021, 190: 574–584. PMID 34506861. S2CID 237480679. doi:10.1016/j.ijbiomac.2021.09.003. 
  17. ^ Lassouane F, Aït-Amar H, Amrani S, Rodriguez-Couto S. A promising laccase immobilization approach for Bisphenol A removal from aqueous solutions. Bioresource Technology. January 2019, 271: 360–367. Bibcode:2019BiTec.271..360L. PMID 30293031. S2CID 52946036. doi:10.1016/j.biortech.2018.09.129. 
  18. ^ Asif MB, Hai FI, Singh L, Price WE, Nghiem LD. Degradation of Pharmaceuticals and Personal Care Products by White-Rot Fungi—a Critical Review. Current Pollution Reports. 2017, 3 (2): 88–103 [2024-04-14]. Bibcode:2017CPolR...3...88A. S2CID 51897758. doi:10.1007/s40726-017-0049-5. （原始內容存檔於2024-04-14）. 
  19. ^ Singh Arora, Daljit; Kumar Sharma, Rakesh. Ligninolytic Fungal Laccases and Their Biotechnological Applications. Applied Biochemistry and Biotechnology (Springer). 2009-06-10, 160 (6): 1760–1788. ISSN 0273-2289. PMID 19513857. S2CID 26012103. doi:10.1007/s12010-009-8676-y. 
  20. ^ Tschofen, Marc; Knopp, Dietmar; Hood, Elizabeth; Stöger, Eva. Plant Molecular Farming: Much More than Medicines. Annual Review of Analytical Chemistry (Annual Reviews). 2016-06-12, 9 (1): 271–294. Bibcode:2016ARAC....9..271T. ISSN 1936-1327. PMID 27049632. doi:10.1146/annurev-anchem-071015-041706  . 

外部連結

取自「https://zh.wikipedia.org/w/index.php?title=漆酶&oldid=84375742」