Биокаталитические свойства лакказ из различных источников

• Автор: Горбачева, Марина Анатольевна
• Шифр специальности: 03.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 146 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. РАСПРОСТРАНЕНИЕ ЛАККАЗ И ИХ ФИЗИОЛОГИЧЕСКАЯ РОЛЬ

1.1.2. Растительные лакказы

1.1.3. Грибные лакказы.

1.1.4. Бактериальные оксидазы с лакказной активностью

1.2. СТРУКТУРА И СВОЙСТВА КАТАЛИТИЧЕСКОГО ЦЕНТРА

1.3. МЕХАНИЗМ КАТАЛИЗА

1.4. ИНГИБИРОВАНИЕ ЛАККАЗНОЙ АКТИВНОСТИ.

1.5. БИОХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЛАККАЗ

1.6. БИОЭЛЕКТРОКАТАЛИТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЛАККАЗ.

1.7. ПРАКТИЧЕСКОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЛАККАЗ
ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1. ИЗУЧАЕМЫЕ ФЕРМЕНТЫ
2.2. СТАДИИ ОЧИСТКИ ФЕРМЕНТНЫХ ПРЕПАРАТОВ
2.3. РЕАКТИВЫ, ИСПОЛЬЗОВАННЫЕ В РАБОТЕ.
2.4. АНАЛИТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ
2.4.1. Определение концентрации белка
2.4.2. Контроль каталитической активности
2.5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОЛЕКУЛЯРНОЙ МАССЫ
2.6. КИНЕТИЧЕСКИЕ ИЗМЕРЕНИЯ
2.6.1. Исследование рНзависимости реакций и кинетические исследования.
2.6.2. Регистрация окисления хелатированных ионов Мп2 до Мп3г, катализируемого лакказами.
2.6.3. Определение констант ингибирования акгивности лакказы Т. ЫгяШа
2.7. ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ФЕРМЕНТОВ.
2.7.1. Подготовка и модификация графитовых электродов
2.7.2. Подготовка и модификация стеклоуглеродного электрода
2.7.3. Вольтамперометрическис исследования.
2.8. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОДУКТОВ ОКИСЛЕНИЯ ВЕРАТРОВОГО СПИРТА ИНТЕРМЕДИАТАМИ, ОБРАЗУЮЩИМИСЯ ПРИ ФЕРМЕНТАТИВНОМ ОКИСЛЕНИИ ХЕЛАТИРОВАННЫХ ИОНОВ ДВУХВАЛЕНТНОГО МАРГАНЦА .
2.9. ПОЛУЧЕНИЕ ЭЛЕКТРОПРОВОДНОГО КОМПЛЕКСА ПАНИПАМПС
ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
3.1. ПОЛУЧЕНИЕ ГОМОГЕННЫХ ПРЕПАРАТОВ ЛАККАЗ
3.ЭФФЕКТИВНОСТЬ БИОКАТАЛИТИЧЕСКОГО ОКИСЛЕНИЯ ЦИАНИДНЫХ КОМПЛЕКСОВ ПЕРЕХОДНЫХ МЕТАЛЛОВ ЛАККАЗАМИ
. i И . v i i
3.3. ОКИСЛЕНИЕ ИОНОВ Мп2 ХЕЛАТИРОВАННЫХ ТАРТРАТНЫМИ И
ОКСАЛАТНЫМИ АНИОНАМИ, В ПРИСУТСТВИИ ГРИБНЫХ И ДРЕВЕСНОЙ ЛАККАЗ.
3.4. СРАВНЕНИЕ i 1ЗАВИСИМОСТИ РЕ АКЦИЙ ОКИСЛЕНИЯ СУБСТРАТОВДОНОРОВ ЭЛЕКТРОНОВ И ДОНОРОВ АТОМОВ ВОДОРОДА ВЫСОКО И НИЗКО РЕДОКСПОТЕНЦИАЛЬНЫМИ ЛАККАЗАМИ.
3.5. ВОЗМОЖНОСТЬ СИНТЕЗА ЭЛЕКТРОПРОВОДЯЩЕГО ПОДИАНИЛИИА С УЧАСТИЕМ ВЫСОКО И НИЗКО РЕДОКСПОТЕНЦИАЛЫ1ЫХ
3.6. БИОЭЛЕКТРОКАТАЛИТИЧЕСКОЕ ВОССТАНОВЛЕНИЕ МОЛЕКУЛЯРНОГО КИСЛОРОДА НА УГЛЕРОДНЫХ ЭЛЕКТРОДАХ С УЧАСТИЕМ ЛАККАЗ
Т. i, С. xi И . vii
3.7. ЭЛЕКТРОКАТАЛИТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА БАКТЕРИАЛЬНОЙ ГОЛУБОЙ МЕДЬСОДЕРЖАЩЕЙ ОКСИДАЗЫ i
3.8. БЕЗМЕДИАТОРНОЕ ЭЛЕКТРОВОССТАНОВЛЕНИЕ МОЛЕКУЛЯРНОГО КИСЛОРОДА НА ЭЛЕКТРОДАХ С ИММОБИЛИЗОВАННОЙ БАКТЕРИАЛЬНОЙ ЛАККАЗОПОДОБПОЙ ОКСИДАЗОЙ.
3.9. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ВОЗМОЖНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЛАККАЗ ДЛЯ СОЗДАНИЯ КАТОДА БИОТОПЛИВНОГО ЭЛЕМЕНТА.
ВЫВОДЫ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


В связи с вышесказанным, актуальным является проведение сравнительного исследования лакказ из различных источников с целью выяснения сходства и различий в механизмах их действия, что, в свою очередь, является основой для их дальнейшего практического использования в таких областях, как ферментативный синтез, биоэлектрокатализ и биодеградация ксенобиотиков. Поэтому в настоящей работе было проведено сравнение физикохимических свойств лакказ из различных источников с целью определения и прогнозирования возможности их использования в тех или иных областях. Лакказы пдифенолкислород оксидоредуктаза, КФ . Первая научная работа, посвященная изучению лакказ, а именно, обнаружению ферментативной активности в соке японского лакового дерева, появилась еще в году. Этим ферментом была лакказа vii i, . Впоследствии лакказы были обнаружены в других растениях, например, в клене i , , табаке ii, и персике . Лакказиая активность была обнаружена в ксилеме, где фермент, возможно, участвует в процессах синтеза лигнина на ранних стадиях развития растений . Обнаружение и очистка растительных лакказ часто затруднены, т. Лакказа . Этот фермент активно использовался в качестве объекта мри исследовании общего механизма катализа лакказами ii . Среди грибных лакказ наиболее изучены ферменты базидиомицетов, участвующие в процессах деградации лигнина. К известным продуцентам лакказ относятся грибы i i , , i i . Грибные лакказы выполняют различные функции. Например, показано, что лакказы из 1рибов белой гнили vi и ii участвуют в процессах биологического распада лигнина, где они, главным образом, катализируют окисление фенольных подструктур лигнина i i, . В настоящее время описано лить несколько бактериальных лакказ или, как их принято называть, лакказоподобных медьсодержащих оксидаз. Первая бактериальная лакказа была обнаружена в ii i бактерии, обитающей в клубеньках растений iv . Предполагается, что одна из функций этого фермента в бактерии заключается в формировании меланина. Причем, . Нетипичные, содержащие шесть ионов меди, лакказоподобные оксидазы, способные катализировать окисление такого субстрата лакказ как катехол, были обнаружены у i i . Данный микроорганизм продуцирует две полифенолоксидазы, одна из которых является тирозиназоподобной, а другая обладает тирозиназо и лакказоподобной активностью, т. Совсем недавно ферменты с лакказной активностью были найдены в i . Кроме растений, грибов и бактерий лакказы были обнаружены в некоторых насекомых, где они, как считается, участвуют в процессах склерофикации кутикулы . Ниже приведена более подробная характеристика трех основных групп лакказ. Йошида обнаружил, что сок этих растений быстро полимеризуется на воздухе. Несколькими годами позже был выделен фермент, катализирующий этот процесс, и этот фермент был назван лакказа i, i В, . Именно тогда был введен термин оксидаза для ферментов, активирующих молекулярный кислород, и предположено, что ионы металлов составляют неотъемлемую часть ферментов. Однако только в году Кейлин и Манн ii , показали, что лакказа является металсодержащим ферментом. На протяжении многих лет лакказа . Впоследствии были найдены и другие растительные лакказы, но наиболее изученным является фермент . Лакказа . В году Фрейденберг показал, что лигнин может образоваться из мономеров под действием лакказ и пероксидаз , . Однако позже, в работе , было показано, что лакказа vii не катализирует окисление мономеров лигнина, т. Возможно, эти результаты связаны с неустойчивостью лакказы, а так же трудностями в оптимизации условий проведения реакции i viv i, . Сразу после открытия лакказы . Было показано, что фермент состоял на из аминокислотных остатков, что подтверждалось низким . Содержание меди составляло 0. ПОкДа i, . Впоследствии выяснилось, что все растительные лакказы являются внеклеточными мономерными белками с большим содержанием углеводов i, . В лакказе из сока лакового дерева . Было высказано предположение, что углеводная часть молекулы обеспечивает конформационную стабильность белковой глобулы ii . Данное предположение подтвердилось экспериментально дегликозилирование фермента приводило к полной потере его каталитической активности ii .