Cerrena Unicolor

17.4 phenoler

iltning af den klassiske Lac substrat ABTS ved laccase af Tetracystis Aeria er udbredt i chlorophycean alger. For eksempel udskiller arter af Moevusinia, herunder Chlamydomonas movusii og T. aeria, formodede “sande” Lacs. Phenolsubstrater iltes optimalt ved neutral til alkalisk pH. Tetracystis laccase transformerer effektivt andre forbindelser, såsom bisphenol A, 17 krishinyløstradiol, nonylphenol og triclosan i nærvær af ABTS som mediator, mens antracen, veratrylalkohol og adlerol forbliver uændrede. Det er muligt, at naturlige funktioner, såsom syntese af komplekse polymerer eller afgiftningsprocesser, kan hjælpe algernes overlevelse i ugunstige miljøer. I forurenet overfladevand kan Lac-producerende grønalger bidrage til den miljømæssige nedbrydning af phenolforurenende stoffer .

formodet Lac (CotA) fra Bacillus pumilus MK001 klonet og udtrykt i E. coli viste sig at være termostabil med en halveringstid på 60 minutter ved 80 liter C og viser potentielle bindingsaffiniteter med ferulinsyre, koffeinsyre og vanillin .

phenoler er kendte hæmmere for cellulase og fermentative mikroorganismer i bioraffineringsprocesser. Tilsætningen af Lac fjerner phenolforbindelserne og reducerer efterfølgende lagfasen af den fermentative mikroorganisme. Anvendelsen af Lac mindsker imidlertid glucosefrigivelsen under hydrolysen. Det er vigtigt, at du er opmærksom på, at der ikke er nogen grund til at tro, at du er i stand til at gøre dette, og at du er i stand til at finde ud af, hvad du har brug for .

en interessant anvendelse i miljøbioteknologi er immobilisering af Lac for at eliminere phenolforurenende stoffer via iltning. Røgede silica-nanopartikler har et interessant potentiale som støttemateriale til Lac-immobilisering via sorptionsassisteret immobilisering i perspektivet af applikationer såsom eliminering af mikroforurenende stoffer i vandige faser. Immobilisering af Lac fra en Leviathan-Slægt, coriolopsis polygonal, Cerrena unicolor, P. ostreatus og T. versicolor på røgede silica-nanopartikler, separat eller i kombination, producerer en øget aktivitet over et pH-område mellem 3 og 7. De forskellige Lacs adskiller sig i deres pH optima og substrataffinitet. Ved at udnytte deres forskelle er det muligt at formulere en skræddersyet nanobiokatalysator, der er i stand til at ilte et bredere substratområde end de opløste eller separat immobiliserede. Nanobiocatalysten har potentialet til biokemisk iltning ved eliminering af flere målforurenende stoffer . Det er blevet bekræftet, at ikke-erhvervsmæssige nanobiokatalysatorer opnået ved Lac-immobilisering på silica-nanopartikler havde et bredt substratspektrum med hensyn til nedbrydning af genstridige forurenende stoffer, såsom phenoliske EDC ‘ er (bisphenol A) .Dette understreger potentialet i røgede silica nanopartikler/laccase kompositter til avanceret biologisk spildevandsbehandling.

Lacs er i stand til at katalysere en-elektronoksidering af phenolforbindelser til radikale mellemprodukter, der efterfølgende kan parres til hinanden via kovalente bindinger. Disse reaktioner menes at spille en vigtig rolle i befugtningsprocessen og omdannelsen af forurenende stoffer, der indeholder phenolfunktionaliteter i miljøet. En reaktionsmodel blev udviklet ved integration af metal-HA-bindende ligevægte og kinetiske ligninger, der forudsagde transformationshastigheden for triclosan i nærvær af HA og divalente metalioner inklusive Ca2+, Mg2+, Cd2+, Co2+, Mn2+, Ba2+ og SN2+ .

Hydroksylerede polybromerede diphenylethere (OH-PBDE ‘ er) er ofte fundet i den marine biosfære som nye organiske forurenende stoffer. Produktionen af OH-PBDE ‘ er er sandsynligvis et resultat af koblingen af bromfenoksiradikaler, der genereres fra den Lac-katalyserede iltning af 2,4-DBP eller 2,4,6-TBP. Transformationen af bromphenoler med Lac er pH-afhængig og påvirkes også af ensymatisk aktivitet. I betragtning af overflod af 2,4-DBP og 2,4,6-TBP og den fylogenetiske fordeling af Lac i miljøet kan Lac-katalyseret omdannelse af bromphenoler potentielt være en vigtig vej for den naturlige biosyntese af OH-PBDE ‘ er .

phanerochaete chrysosporium tilhører en gruppe af ligninnedbrydende svampe, der udskiller forskellige oksidoreduktive stoffer, herunder ligninperoksidase (læbe) og manganperoksidase (MnP). Imidlertid er produktionen af Lacs i denne svamp ikke blevet fuldstændigt demonstreret og forbliver kontroversiel. I modsætning til de arter, der er af vildtype, er det muligt at skelne mellem de forskellige typer af laciiib-genet fra T. versicolor og vpl2-genet fra Pleurotus eryngii, og de endogene gener mnp1 og lipH8 forbedrede cooverekspression af peroksidaser og laccases op til femdoblet. Transformantstammer har et bredt spektrum i phenol / nonphenolisk biotransformation og en høj procentdel i syntetisk farvestofaffarvning sammenlignet med forældrestammen og er en nem og effektiv coekspression af Lacs og peroksidaser i egnede basidiomycete-arter .

for nylig er Lac blevet anvendt på nanobioteknologi, som er et stigende forskningsfelt og katalyserer elektronoverførselsreaktioner uden yderligere cofaktorer .

Carbon nanopartikler er lovende kandidater til immobilisering. Sammenlignet med fri Lac har de immobiliserede Lac signifikant reducerede reaktionshastigheder. Diffusionsbegrænsning induceret af aggregering af carbon nanopartikler kan ikke ignoreres, fordi det kan føre til øgede reaktionstider, lav effektivitet og høje økonomiske omkostninger. Desuden forværres dette problem, når der er lave koncentrationer af miljøforurenende stoffer .

Bisphenol A (BPA) er et hormonforstyrrende kemikalie, der er allestedsnærværende i miljøet på grund af dets brede industrielle anvendelse. Ekstracellulær Lac af den mest dyrkede svamp i verden (dvs., hvidrot svamp, P. ostreatus) effektivt nedbrudt BPA. Eksponeringen for BPA har ingen skadelige virkninger på denne spiselige svamp .

fjernelse af BPA af Lac i en kontinuerlig membranreaktor vurderet i syntetisk og ægte biologisk behandlet affaldsvand i en reaktorkonfiguration baseret på en omrørt tankreaktor koblet til en keramisk membran viste næsten fuldstændig fjernelse af BPA. Polymerisering og nedbrydning er sandsynlige mekanismer for BPA-transformation af Lac .

organismer fra Phylum Basidiomycota har et enormt bioremedieringspotentiale ved deres phenoloksidaser i nedbrydningen af phenoler. Lac og tyrosinase findes hovedsageligt i henholdsvis T. versicolor og Agaricus bisporus. Der er opstået nye lovende vildtypeproducenter, og der er også konstrueret en række rekombinante stammer, hovedsageligt baseret på gær eller Aspergillus-stammer som værter. Konstruktionerne tillader applikationer til nedbrydning af phenoler, polyphenoler, cresoler, alkylphenoler, naphtholer, bisphenoler og halogenerede (bis)phenoler. Biologiske og fysisk-kemiske metoder kunne kombineres for at gøre processerne egnede til industriel brug .

Planteperoksidaser har et stærkt potentiale for dekontaminering af phenolforurenet spildevand. Storstilet brug af disse stoffer til phenolforurening kræver billigt, rigeligt og let tilgængeligt peroksidaseholdigt materiale. Kartoffelmasse, et affaldsprodukt fra stivelsesindustrien, indeholder store mængder aktive peroksidaser, og kartoffelmasse opretholder deres aktivitet ved pH 4-8 og er stabile over et bredt temperaturområde. Phenol fjernelse effektivitet af kartoffelmasse er over 95%.

immobiliseret Lac på nanoporøse silicaperler nedbrydes mere end 90% af 2,4-dinitrophenol på kort tid (12 timer). Immobiliseringsprocessen forbedrer aktiviteten og bæredygtigheden af Lac til nedbrydning af forurenende stof. Temperaturer over 50 C reducerer aktiviteten til ca. 60%. Imidlertid kunne pH og mediatorkoncentrationen ikke påvirke aktiviteten. Nedbrydningskinetikken er i overensstemmelse med en Michaelis–Menten ligning .

vandige ekssudater af rajgræs (Lolium perenne) kan nedbryde BPA både i fravær og tilstedeværelse af naturligt organisk stof (NOM). I ekssudater med tilsætning af NOM er nedbrydningsprocessen længere end uden NOM. Det er vigtigt at bemærke, at der ikke er nogen risiko for, at en person kan blive udsat for BPA-nedbrydning .

Organofluorforbindelser er blevet vigtige byggesten til en bred vifte af avancerede materialer, polymerer, landbrugskemikalier og lægemidler. Begrebet introduktion af trifluormethylgruppen i ubeskyttede phenoler ved anvendelse af en biokatalysator (Lac), tBuOOH og enten Langlois’ reagens eller Barans sulfinat blev opnået. Metoden er afhængig af rekombination af to radikale arter, nemlig den phenolradikale kation, der genereres direkte af Lac og CF3-radikalet. Den Lac-katalyserede trifluormethylering fortsætter under milde betingelser og nedbryder trifluormethyl-substituerede phenoler, der ikke var tilgængelige ved klassiske metoder .

Lac-producerende ferskvand ascomycete Phoma sp. strain UHH 5-1-03 has potential for practical micropollutant removal. Bisphenol A (BPA), carbamazepine (CBZ), 17α-ethinylestradiol (EE2), diclofenac (DF), sulfamethoxazole (SMX), technical nonylphenol (t-NP), and triclosan (TCS) are substrates with the rank order: EE2≫BPA>TCS>t-NP>DF>SMX>CBZ. The obtained metabolites indicate hydroxylation, cyclization, and decarboxylation reactions, as well as oxidative coupling typical for Lac reactions. The observations strongly suggest that the extracellular Lac of Phoma sp. largely contributes to fungal biotransformation .

øget opmærksomhed er blevet givet til nanobiokatalyse. Lac reversibelt immobiliseret på Cu(Karr)- og MN (Karr)-chelaterede magnetiske mikrosfærer lykkedes med at fjerne BPA fra vand. I sammenligning med fri Lac forbedres de termiske og lagringsstabiliteter af immobiliseret Lac betydeligt. Mere end 85% af BPA blev fjernet under optimale forhold .

brug af en opløsning til vandbehandling har imidlertid begrænsninger af ikke-genanvendelighed, korte livstider og høje omkostninger til engangsbrug. Chen et al. udviklet en ny type biokatalysator ved at immobilisere svampelac på overfladen af gærceller ved hjælp af syntetiske biologiteknikker. Biokatalysatoren kaldes surface display Lac (SDL) og kan genbruges med høj stabilitet, da den bevarede 74% af den oprindelige aktivitet efter otte gentagne batchreaktioner. SDL-effektivitet og bevis for koncept til behandling af forurenende stoffer, der opstod, blev påvist med bisphenol A og sulfametoksol.