Mikä on Laccase?
Lakkaasit ovat monikuparisia-pitoisia oksidoreduktaasientsyymejä (EC 1.10.3.2), joita löytyy sienistä, kasveista ja bakteereista ja jotka katalysoivat fenolisten ja ei--fenolisten substraattien hapettumista pelkistämällä molekyylisen hapen vedeksi. Ympäristöystävällisistä ominaisuuksistaan tunnettuja niitä käytetään laajalti biopuhdistuksessa, jäteveden käsittelyssä ja teollisissa prosesseissa, kuten massan valkaisussa, tekstiilien valmistuksessa ja elintarviketuotannossa.
Kaikki mitä sinun tarvitsee tietää
Mikä on lakkaasin tehtävä?
Sienilakkaasit osallistuvat itiöiden muodostumiseen, pigmentin tuotantoon, hedelmärungon muodostumiseen, stressintorjuntaan, kasvien patogeneesiin ja ligniinin hajoamiseen. Vaikka suurin osa puhdistetuista lakkaaseista on solunulkoisia entsyymejä, puu{1}}mädännevät sienet sisältävät myös solunsisäisiä lakkaaseja.
Mitkä bakteerit tuottavat lakkaasia?
Lakkaasi, kuparia- sisältävä oksidaasientsyymi, on saanut merkittävää huomiota mahdollisuuksistaan ympäristöbiotekniikassa, erityisesti monimutkaisten orgaanisten epäpuhtauksien, kuten tekstiilivärien, hajottamisessa. Entsyymiä tuottavat erilaiset mikro-organismit, mukaan lukien bakteeri B. subtilis ja sieni A.
Voiko lakkaasi hajottaa muovia?
On tunnistettu useita sieniä, jotka tuottavat entsyymejä, jotka kykenevät hajottamaan muovia erilaisissa laboratorio-olosuhteissa. Tämä artikkeli esittelee tutkimuksen, jossa määritettiin sienten kyky hajottaa pienimolekyylipainoista polyvinyylikloridia (PVC) lakkaasientsyymin vaikutuksesta.
Mitkä ovat lakkaasientsyymin lähteet?
Lakkaasit ovat laajalti levinneet korkeampiin kasveihin, bakteereihin, sieniin ja hyönteisiin. Kasveissa lakkaaseja löytyy kaalista, naurisista, perunoista, päärynöistä, omenoista ja muista vihanneksista. Ne on eristetty Ascomyceteous-, Deuteromycteous- ja Basidiomycetous-sienistä, joihin kuuluu yli 60 sienikantaa.
Tärkeimmät tiedot:
Lakkaasit biotekniikan kärjessä
Viime vuosikymmeninä on ollut lisääntynyt kiinnostus lakkaasien käyttöön biokatalyytteinä korvaamaan tavanomaisia kemiallisia prosesseja tekstiili-, massa- ja paperi- sekä lääketeollisuudessa.
Ruoka ---Elintarviketeollisuus käyttää lakkaaseja, koska ne voivat edistää homo- ja heteropolymerointireaktioita.
Kosmetiikka ---Lakkaasien hapetuspotentiaalia on hyödynnetty myös kosmetiikkasektorilla henkilökohtaisen hygienian tuotteiden valmistuksessa.
Tekstiilit ---Lakkaasit ovat herättäneet lisääntyvää kiinnostusta tekstiiliteollisuudessa käytettäviksi muun muassa farkkukankaiden valkaisussa.
Orgaaninen synteesi ---Lakkaasit ovat hyödyllisiä biokatalyyttejä lääketeollisuudessa, koska ne voivat katalysoida monenlaisia synteettisiä reaktioita, aina antibioottien muuntamisesta aminohappojen derivatisoimiseen metabolisesti stabiilien aminohappoanalogien synteesiä varten.
Massa ja paperi ---Teollisen paperin valmistuksen aikana puumassassa oleva ligniini on erotettava ja hajotettava.
Biopolttoaineet ---Lignoselluloosamateriaalit ovat lupaavimpia bioetanolin tuotannon raaka-aineita.
Maalit ---Alkydihartsit ovat polyestereitä, jotka syntetisoidaan polyalkoholien, dikarboksyylihappojen tai anhydridien ja tyydyttymättömien rasvahappojen polymeroinnilla.
Huonekalut ---Keskitiheyksiset kuitulevyt (MDF) ovat kuivamuovattuja levytuotteita, jotka valmistetaan silloittamalla lignoselluloosamateriaaleja synteettisen hartsin kanssa lämpöpaineessa kosteuden läsnä ollessa.
Nanobioteknologia ja biolääketiede ---Suoraa elektroninsiirtoa katalysoivien kykyjensä vuoksi lakkaaseja on tutkittu jo vuosia liittyen biopolttokennojen ja biosensorien kehittämiseen.
Entsymaattinen bioremediaatio ---Ympäristölle vaarallisilla ksenobioottisilla yhdisteillä, kuten polysyklisillä aromaattisilla hiilivedyillä (PAH), fenoleilla ja organofosforihyönteismyrkkyillä, tiedetään olevan teratogeenisiä ja syöpää aiheuttavia vaikutuksia.
Mekanismi:Lakkaasit suorittavat aromaattisten yhdisteiden ja amiinien yhden-elektronin hapetuksen, jolloin muodostuu radikaaleja välituotteita, jotka usein johtavat polymeroitumiseen tai renkaan katkeamiseen.
Ympäristöedut:Koska lakkaasi käyttää molekylaarista happea ko-substraattina ja tuottaa vettä ainoana sivutuotteena-, sitä pidetään "vihreänä" entsyyminä.
Teolliset sovellukset:
Bioremediaatio:Väriaineiden, fenolien ja lääkejätteen hajoaminen teollisuuden jätevesistä.
Massa ja paperi:Bio-pulping ja bio-valkaisu ligniinin poistamiseksi.
Ruoka/juomat: Käytetään viininvalmistuksessa, leivonnassa ja fenoliyhdisteiden poistamiseen oluesta/mehusta.
Tekstiilit:Indigovärin hajoaminen denimpesussa.
Lähteet: Tuottavat pääasiassa valkomätäsienet{0}}, mutta niitä löytyy myös bakteereista ja korkeammista kasveista.
Rajoitukset:Korkeat tuotantokustannukset, mahdollinen uudelleenkäytettävyys-ja epävakaus ankarissa ympäristöolosuhteissa (pH/lämpötila) edellyttävät usein entsyymien immobilisointia suorituskyvyn parantamiseksi.
ANALYYTTISET TULOKSET
| Testikohde | Menetelmä / viite. | Erittely | Tulos | Johtopäätös |
|---|---|---|---|---|
| Tunnistaminen | Sisäinen-tunnus / etikettivaatimus | Lakkasi (EC 1.10.3.2) | Mukautuu | Syöttö |
| Ulkonäkö | Visuaalinen | Valkoisesta ruskeaan jauheeseen | Vaalea rusketuspuuteri | Syöttö |
| Entsyymiaktiivisuus | Toimittajan lakkaasimääritys | NLT 10 000 U/g | 10,420 U/g | Syöttö |
| Toimintoyksikön määritelmä | Toimittajan-määritetty yksikkö | Ilmoita vain | U/g ilmoitettu | Syöttö |
| Haju | Aistinvarainen | Ominaista | Mukautuu | Syöttö |
| Liukoisuus | Vesiliukoisuustesti | Dispergoituu / liukenee veteen | Mukautuu | Syöttö |
| Kuivaushäviö | Gravimetrinen | Vähemmän tai yhtä suuri kuin 8,0 % | 4.2% | Syöttö |
| Lyijy (Pb) | ICP-MS / ICP-OES | Vähemmän tai yhtä suuri kuin 5,0 mg/kg | 0,20 mg/kg | Syöttö |
| Arseeni (As) | ICP-MS / ICP-OES | Vähemmän tai yhtä suuri kuin 3,0 mg/kg | 0,10 mg/kg | Syöttö |
| Kadmium (Cd) | ICP-MS / ICP-OES | Vähemmän tai yhtä suuri kuin 0,5 mg/kg | < 0.05 mg/kg | Syöttö |
| Elohopea (Hg) | ICP-MS / ICP-OES | Vähemmän tai yhtä suuri kuin 0,5 mg/kg | < 0.01 mg/kg | Syöttö |
| Levyjen kokonaismäärä | Levyjen määrä | Vähemmän tai yhtä suuri kuin 50 000 CFU/g | 1,9 × 10³ CFU/g | Syöttö |
| Koliformit | Levyjen määrä | Vähemmän tai yhtä suuri kuin 30 CFU/g | < 10 CFU/g | Syöttö |
| E. coli | Poissaolotesti | Negatiivinen / 25 g | Ei havaittu | Syöttö |
| Salmonella | Poissaolotesti | Negatiivinen / 25 g | Ei havaittu | Syöttö |
Tuotantoprosessi
