漆酶 (英語:Laccase )(EC 1.10.3.2 )是存在于植物、真菌和细菌中以中心金属铜 为活性的多铜氧化酶 。 漆酶氧化多种酚 底物,进行单电子氧化 ,从而导致交叉链接 。 例如,漆酶通过促进单木质素 ,天然酚 家族的氧化偶联,在木质素 的形成过程中发挥作用。[ 1] 其他漆酶,如真菌"平菇 "产生的漆酶,在降解木质素方面发挥作用,因此可归类为木质素修饰酶 。[ 2] 真菌产生的其他漆酶可促进黑色素 的生物合成。[ 3] 漆酶可催化芳香族化合物的环状裂解。1883年,吉田彦六郎首先对漆酶进行了研究,[ 4] 随后法国生物化学家加布里埃尔•伯特兰德 在1894年对其进行了研究。[ 5] 在漆树 的树液中,它有助于形成漆 ,因此被称为漆酶。
活性位置
许多漆酶中都存在三个铜位点;请注意,每个铜中心都与组氨酸 的咪唑 侧链结合在一起(颜色代码:铜 为棕色,氮 为蓝色) 该酶活性位点由四个铜中心组成,其结构分为 I 型、II 型和 III 型。 三铜集合体包含 II 型和 III 型铜(见图)。 正是这个中心结合了氧气并将其还原成水。 每一对铜(I,II)都能提供这种转换所需的一个电子。 I 型铜不与氧气结合,而只是作为一个电子转移位点。 I 型铜中心由一个铜原子组成,该铜原子至少与两个组氨酸 残基和一个半胱氨酸 残基连接,但在某些植物和细菌产生的漆酶中,I 型铜中心还含有一个蛋氨酸 配体。 III 型铜中心由两个铜原子组成,每个铜原子上都有三个组氨酸 配体,并通过一个羟联 相互连接。 最后一个铜中心是 II 型铜中心,它有两个组氨酸配体和一个羟基配体。 II 型铜中心与 III 型铜中心共同构成三铜集合体,氧气 还原反应就发生在这里。[ 6] III 型铜可被 汞 (II)取代,从而导致漆酶活性下降。 [ 1] 氰化物 会清除酶中的所有铜,已证明不可能再嵌入 I 型和 II 型铜。 不过,III 型铜可以重新嵌入酶中。 其他多种阴离子也会抑制漆酶。[ 7]
漆酶在低过电位时会影响氧还原反应 。 这种酶已被研究用作酶生物燃料电池酶生物燃料电池 的阴极。 [ 8] 它们可以与电子介质配对,以促进电子转移到固体电极线上。 漆酶是少数几种商业化的氧化还原酶用作工业催化剂。[ 9]
生物技术
漆酶降解各种芳香聚合物的能力促使人们对其在生物修复 和其他工业应用方面的潜力进行研究。 漆酶已被应用于葡萄酒 生产[ 10] 和食品工业。[ 11] 利用真菌和细菌的漆酶降解新出现的污染物 的研究也已开展。[ 12]
[ 13] 研究表明,漆酶可用于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] 和药物 。[ 18] 其根部分泌这种物质的转基因植物 也可以同样的方式使用。[ 19] [ 20]
参考文献
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外部链接