3,62 Mb.страница2/17Дата конвертации30.11.2011Размер3,62 Mb.Тип ... Смотрите также: 2 ^ Пероксидазное окисление лигнина и его модельных соединений Y М.А. Айзенштадт*, К.Г. Боголицын Архангельский государственный технический университет, наб. Северной Двины, 17, Архангельск, 163002 (Россия) E-mail: fishim@agtu.ru В обзоре рассмотрены литературные данные по применению ферментов суперсемейства пероксидаз растительного и грибного происхождения в качестве катализаторов процесса окисления лигнина и его модельных соединений пероксидом водорода. Дана сравнительная характеристика строения и механизма каталитического действия данных ферментов. Ферменты семейства пероксидаз грибного и растительного происхождения имеют схожее строение, однако отмечается более высокая стабильность и рН-оптимум для растительных пероксидаз. Сделан вывод о перспективности проведения исследований по изучению влияния функциональной природы, полимолекулярных свойств и закономерностей редокс-превращений в процессе каталитического окисления лигнинных веществ растительными пероксидазами. ^ Ключевые слова: ферменты, лигнинпероксидаза, марганецпероксидаза, лакказа, пероксидаза хрена, каталитическое окисление, лигнин, модельные соединения лигнина. Введение В настоящее время ведущую роль в окислительной деструкции лигнина отводят ферментам, относящимся к классу оксидоредуктаз, а именно к суперсемейству пероксидаз растений. Изучение данного суперсемейства ферментов ведется сравнительно давно. Первое упоминание о пероксидазах появилось в 1855 г., после того как Шейнбен провел окисление ряда органических соединений разбавленными растворами пероксида водорода в присутствии экстрактов из растений и животных. Однако выделением пероксидаз в сравнительно чистом виде и изучением основных их свойств наиболее полно занимался А.Н. Бах с сотрудниками, в ряде их работ 1903 1904 гг. сообщается о выделении пероксидазы и изучении ее каталитической активности [1]. Несмотря на вековую историю, интерес к изучению и использованию данных ферментов не ослабевает. Они являются достаточно широко используемыми в иммуноферментных анализах; на основе рекомбинантных пероксидаз разрабатываются высокочувствительные биосенсоры для определения различных соединений в сложных многокомпонентных смесях, в том числе и при анализе загрязнений в окружающей среде. В настоящее время они получают все более широкое распространение в исследованиях, связанных с изучением биотрансформации и биодеградации лигнина (одной из проблем целлюлозно-бумажной и лесохимической промышленности). Это одно из самых молодых направлений биотехнологии, получившее свое развитие после того, как удалось выделить данный класс окислительных ферментов, охарактеризовать и подтвердить их окислительную способность (лигнолитическую способность) по отношению к лигниноподобным веществам, устойчивым к действию других классов окислительных ферментов. Рассматриваемое суперсемейство пероксидаз подразделяется на три класса на основе гомологии аминокислотных последовательностей. Класс I включает микробиальные пероксидазы, бактериальные каталазы пероксидазы (КФ 1.11.1.6), дрожжевую цитохром С пероксидазу (КФ 1.11.1.5) и аскорбатпероксидазы растений (КФ 1.11.1.11). Класс II это пероксидазы грибов, включающие лигнинпероксидазу (LiP), марганецпероксидазу (МпР) и секреторные пероксидазы растительного типа. Класс III это классические пероксидазы растений, такие как пероксидаза хрена (HRP), арахиса и сои. Пероксидазы двух последних классов (КФ 1.11.1.7) гликозилированы, содержат четыре дисульфидные связи и два катиона кальция на молекулу фермента [2, 58]. Большинством авторов [3 8] установлено, что наиболее перспективное применение для процесса окисления лигнина и его модельных соединений имеют следующие пероксидазы: лигнинпероксидаза, марганецпероксидаза и лакказа; в ряде работ [9 13] представлены данные по применению пероксидазы, выделенной из корней хрена. Основной функцией данных ферментов является прямое, как у LiP, или опосредованное медиатором (катионрадикалом у LiP, хелатированными органическими кислотами ионами Мn3+ у МnР) одноэлектронное окисление ароматических субстратов до соответствующих радикалов и двухэлектронное восстановление пероксида водорода до воды. ^ 1. Особенности строения пероксидаз Лигнинпероксидаза (LiP) является хорошо изуч
В. И. Маркин Журнал теоретических и прикладных исследований
Пероксидазное окисление лигнина и его модельных соединений - В. И. Маркин Журнал теоретических и прикладных исследований
Комментариев нет:
Отправить комментарий