Лакказы базидиальных грибов, лакказа-медиаторные системы и возможности их использования

• Автор: Морозова, Ольга Владимировна
• Шифр специальности: 03.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 139 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Строишь, свойства и каталитический механизм действия лакказ.

1.1.2. Локализация в клетке.

1.1.3. Биохимические свойства лакказ

1.1.4. Строение активного центра лакказ.

1.1.5. Каталитические свойства лакказ и механизм катализа.

1.1.6. Факторы, определяющие окислительновосстановительный потенциал

Т1центра лакказ.

1.2. ЭЛЕКТРОКАТАЛИТИЧ1СКИЕ СВОЙСТВА ЛАККАЗ
1.3. УСИЛИТЫ1И ДЕЙСТВИЯ ЛАККАЗ И ЛАККАЗАМЕДИАТОРНЫЕ СИСТЕМЫ
1.4. ВОЗМОЖНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЛАККАЗ И ЛАККАЗАМПДИАТОРНЫХ СИСТЕМ В ьиотгхнологии.
1.4.1. Использование лакказамедиаторных систем в целлюлознобумажной промышленности
1.4.2.Использование лакказ и лакказамедиаторных систем в текстильной промышленности
1.4.3. Возможности использования лакказ в пищевой промышленности
1.4.4. Использование лакказы в источниках тока
1.4.5. Лакказа в аналитической химии
1.4.6. Лакказа и окружающая среда.
1.4.7. Другие области возможного использования лакказ.
ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1. Материалы и объькты исследования.
2.1.1. Штаммы грибов и ферменты.
2.1.2. Реактивы.
2.2. Выделение и очистка ферментов
2.2.1. Культивирование штаммов
2.2.2. Получение гомогенных препаратов ферментов
2.2.3. Определение концентрации белка.
2.3. Определение биохимических характеристик ферментов
2.3.1. Определение молекулярной массы и изоэлсктрической точки
2.3.2. Определение содержания ионов меди
2.3.3. Определение состава углеводной части лакказ
2.3.4. Спектральные исследования лакказ.
2.3.5. Исследование зависимости реакций и кинетические исследования
2.3.6. Термостабильность ферментов.
2.4. ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ФЕРМЕНТОВ
2.4.1. Определение потенциала Т1 центра лакказ.
2.4.2. Циклическая вольтамперометрия.
2.4.3. Подготовка и модификация графитовых электродов
2.5. Исследования медиаторов лакказ
2.5.1. Стационарные кинетические измерения.
2.5.2. Вольтамперометрические исследования.
2.5.3. Спектральные исследования.
2.5.4. ВЭЖХ исследования.
2.5.5. Дел и гни фи нация лиг коцеллюлозы
ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ.
3.1. Выделение и основные физикохимические свойства лакказ
i, , ii vi и xi.
3.1.1. Получение гомогенных препаратов лакказ
3.1.2. Основные биохимические, спектральные и кинетические свойства лакказ
3.2. Электрохимические исследования лакказ.
3.2.1. Определение редокс потенциала Т1 центра лакказ
3.2.2. Биоэлектрокаталитические свойства лакказ
3.3. Медиаторы усилители действия лакказ.
3.3.1. Принципы отбора медиаторов лакказ .
3.3.2. Первичный отбор соединений на основе их струкгурных формул
3.3.3. Субстратная специфичность.
3.3.4. Электрохимические исследования промежуточных соединений, образующихся при окислении медиаторов
3.3.5. Спектральные исследования интермедиатов, образующихся при ферментативном окислении усилителей действия лакказ
3.4.1. Электрохимическое окисление вератрового спирта в присутствии медиаторов
3.4.2. Окисление вератрового спирта в системе лакказаредоксусилитель фермента
3.4.3. Использование лакказамедиаторных систем для делигнификации лигноцеллюлозы
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Лакказы распространены и у сапрофитных аскомицетов обитателей компостов i i, i i и почвенного гифомицета i i ИНБИ 2, и их роль заключается, повидимому, в участии в процессах гумификации . . Васильченко и др. Лакказы или их гены идентифицированы в гифомицете патогене винограда i i, возбудителе корневой гнили пшеницы и ячменя ii v. , . В работе , изучено взаимодействие возбудителя мягкой гнили В. Роль лакказы в процессе делигнификации в настоящее время полностью не выяснена. Хотя лакказа может катализировать процесс деградации лигнина i vi, низкомолекулярные компоненты могут реполимеризоваться в ходе реакций. Поэтому высказывается предположение, что основная функция лакказы заключается не в окислении лигнинов самих по себе, а в ее влиянии на полимеризацию продуктов их окисления. При ферментативном разложении лигнина образуется ряд токсичных продуктов, опасных для мицелия гриба. Детоксифицирующая функция лакказы заключается в полимеризации этих низкомолекулярных фенольных компонентов с образованием полимеров, для защиты гифов грибов Болобова с соавт. В последние годы появились сообщения об обнаружении лакказной активности в бактериях x i, iii . . i . , i . Фермент, выделенный из iii ii, описывается как димерный белок с i 6,2, состоящий из двух одинаковых субъединиц массой кДа, и способный окислять серингалдазин i . Если исходить из субстратной специфичности, ферменты, участвующие в деградации лигнина, должны быть исключительно экстрацеллюлярными. Это утверждение верно для лигнинпероксидазы и марганецпероксидазы, в то время как ситуация с лакказой иная. Большинство изученных грибных лакказ являются экстрацеллюлярными внеклеточными белками, но в то же время описаны и внутриклеточные лакказы из грибов белой гнили. В работе i , было показано, что большинство грибов белой гнили продуцируют как внутриклеточную, так и внеклеточную лакказы, хотя большая часть фермента это экстрацеллюлярная лакказа. Следы внутриклеточной лакказной активности были найдены в грибах . , . Как внеклеточная, так и внутриклеточная лакказа были найдены в i и i i . . Внутриклеточные грибные лакказы могут принимать участие в трансформации низкомолекулярных фенольных соединений, образующихся в клетке. Локализованные в клеточных стенках и спорах лакказы могут участвовать в синтезе меланина и других веществ, защищающих клеточные стенки . i, . В настоящее время выделено и более или менее охарактеризовано более ста лакказ. Основываясь на литературных данных можно описать общие характеристики этого фермента, учитывая при этом, что большинство лакказ было выделено из дереворазрушающих грибов белой гнили, в то время как растительные лакказы изучены существенно в меньшей степени. Лакказы белки с молекулярной массой 0 кДа Таблица 1. Приближенная оценка молекулярной массы лакказ связана, повидимому, с высоким содержанием в них углеводов большинство лакказ являются гликопротеинами. Углеводная часть растительных лакказ составляет до массы молекулы белка, в то время как для грибных лакказ характерно более низкое содержание углеводов . В то же время необходимо отметить две лакказы из базидиального гриба . . i с высоким для грибных лакказ содержанием углеводов , . Многие исследователи считают, что углеводная часть молекулы обеспечивает конформационную стабильность белковой глобулы дегликозилирование лакказы . Ко . Высказывалось предположение, что углеводная часть защищает молекулу фермента от протеолитической деградации и от инактивации радикалами i . Болобова и др. Большинство грибов продуцируют несколько изоформ и изоферментов лакказ. Некоторые виды грибов продуцируют значительное количество изоферментов. Например, гриб . ii . ii .