Cerrena Unicolor
17.4 Phenols
oxidação do substrato de Lac clássico ABTS pelo Cárcere de Tetracystis aeria é difundida nas algas clorofíceas. Por exemplo, espécies da Moewusinia, incluindo Chlamydomonas moewusii e T. aeria, excretam putativo “true” Lacs. Os substratos fenólicos são oxidados por estas enzimas de forma óptima a pH neutro em relação ao pH alcalino. O Tetracystis laccase de forma eficiente transforma outros compostos como o bisfenol A, 17α-etinilestradiol, nonilfenol e o triclosan em presença de ABTS como mediador redox, enquanto antraceno, veratrylalcohol, e adlerol permanecem inalteradas. As possíveis funções naturais das enzimas, tais como a síntese de polímeros complexos ou processos de desintoxicação, podem ajudar a sobrevivência das algas em ambientes adversos. Nas águas de superfície CONTAMINADAS, As algas verdes produtoras de alga podem contribuir para a degradação ambiental dos poluentes fenólicos .
Putativo Lac (CotA) a partir de Bacillus pumilus MK001 clonado e expresso em E. coli foi encontrado para ser termoestável apresentando uma meia-vida de 60 minutos, à 80°C e mostrar o potencial de ligação afinidades com ácido ferúlico, ácido caféico, e vanilina .
fenóis são inibidores conhecidos da celulase e microorganismos fermentativos em processos de biorrefinação. A adição de Lac remove os compostos fenólicos e, subsequentemente, reduz a fase de lag do microorganismo fermativo. No entanto, a aplicação de Lac diminui a libertação de glucose durante a hidrólise enzimática. A proporção de lignina e a composição de fenóis são factores-chave na inibição da celulase quando a hidrólise enzimática é combinada com a desintoxicação da Lac .
uma aplicação interessante na biotecnologia ambiental é a imobilização de Lac para eliminar contaminantes fenólicos através da oxidação. As nanopartículas de sílica pirogenada têm um potencial interessante como material de suporte para a imobilização da Lac através da imobilização assistida por sorção na perspectiva de aplicações como a eliminação de micro-poluentes em fases aquosas. Lac imobilizando de um gênero Leviatã, Coriolopsis polygonal, Cerrena unicolor, P. ostreatus, e T. versicolor em nanopartículas fumadas de sílica, separadamente ou em combinação, produz uma atividade aumentada em um intervalo de pH entre 3 e 7. Os diferentes Lacs diferem em sua afinidade pH optima e substrato. A exploração das suas diferenças permitiu a formulação de um nanobiocatalisador à medida capaz de oxidar um substrato mais vasto do que as enzimas dissolvidas ou imobilizadas separadamente. O nanobiocatalisador tem potencial para oxidação bioquímica na eliminação de múltiplos poluentes alvo . Foi confirmado que os nanobiocatalisadores não Vocacionais obtidos pela imobilização da Lac em nanopartículas de sílica possuíam um amplo espectro de substrato no que diz respeito à degradação de poluentes recalcitrantes, como os EDCs fenólicos (bisfenol A) .Isto sublinha o potencial de nanopartículas de sílica pirogenada/compostos laccase para o tratamento avançado de águas residuais biológicas.
Lacs são capazes de catalisar um elétron de oxidação de compostos fenólicos em radicais intermediários, que posteriormente poderá casal uns aos outros através de ligações covalentes. Acredita-se que estas reações desempenham um papel importante no processo de humificação e na transformação de contaminantes contendo funcionalidades fenólicas no ambiente. Um modelo de reação foi desenvolvido pela integração de equilíbrios de ligação metal-HA e equações cinéticas, prevendo a taxa de transformação do triclosano na presença de íons metálicos divalentes, incluindo Ca2+, Mg2+, Cd2+, Co2+, Mn2+, Ba2+ e Zn2+ .
éteres difenílicos Polibromados hidroxilados (OH-PBDEs) têm sido frequentemente encontrados na biosfera marinha como contaminantes orgânicos emergentes. The production of OH-PBDEs is likely a result of the coupling of bromofenoxy radicals, generated from the Lac-catalyzed oxidation of 2,4-DBP or 2,4,6-TBP. A transformação de bromofenóis por Lac é dependente do pH, e também é influenciada pela atividade enzimática. Em vista da abundância de 2,4-DBP e 2,4,6-TBP e da distribuição filogenética de Lac no ambiente, a conversão catalisada de Lac de bromofenóis pode ser potencialmente uma rota importante para a biossíntese natural de OH-PBDEs .
Fanerochaete chrysosporium pertence a um grupo de fungos de degradação da lignina que secretam várias enzimas oxidoreducativas, incluindo a peroxidase de lignina (LiP) e a peroxidase de manganês (MnP). No entanto, a produção de Lacs neste fungo não foi completamente demonstrada e permanece controversa. A coexpressão do gene Lagiiib de T. versicolor e do gene vpl2 de Pleurotus eryngii, bem como dos genes endógenos mnp1 e lipH8, melhoraram a expressão de Coover de peroxidases e lacas até cinco vezes em comparação com espécies de tipo selvagem. Transformant cepas tem um amplo espectro de compostos fenólicos/nonphenolic biotransformação e uma alta porcentagem sintética de corante descoloramento, em comparação com a estirpe parental e são uma forma fácil e eficiente coexpression de Lacs e peroxidases em adequado espécies do filo basidiomycota .
Recently, Lac has been applied to nanobiotechnology, which is an increasing research field, and catalyzes electron transfer reactions without additional cofactors .
nanopartículas de carbono são candidatos promissores para a imobilização enzimática. Em comparação com a laceração livre, as enzimas imobilizadas têm taxas de reação significativamente reduzidas. A limitação de difusão induzida pela agregação de nanopartículas de carbono não pode ser ignorada porque pode levar a tempos de reação aumentados, baixa eficiência e altos custos econômicos. Além disso, este problema é agravado quando estão presentes baixas concentrações de contaminantes ambientais .
Bisfenol A (BPA) é um químico desregulador endócrino que é onipresente no ambiente por causa de seu uso industrial amplo. Laca extracelular do cogumelo mais cultivado do mundo (i.e., fungo de podridão branca, P. ostreatus) eficientemente degradado BPA. A exposição ao BPA não tem efeitos nocivos sobre este fungo comestível .
the removal of BPA by Lac in a continuous enzymatic membrane reactor assessed in synthetic and real biologically treated waste-waters in a reactor configuration based on a stirred tank reactor coupled to a ceramic membrane, showed almost complete removal of BPA. Polimerização e degradação são mecanismos prováveis de transformação BPA por Lac .
organismos do filo Basidiomycota têm um enorme potencial de biorremediação pelas suas fenol oxidases na degradação dos fenóis. A Lac e a tirosinase estão principalmente em T. versicolor e Agaricus bisporus, respectivamente. Surgiram novos produtores promissores de enzimas do tipo selvagem e várias estirpes recombinantes foram também construídas, baseadas principalmente em leveduras ou estirpes de Aspergillus como hospedeiros. As construções permitem aplicações para a degradação de fenóis, polifenóis, cresóis, alquilfenóis, naftóis, bisfenóis e fenóis halogenados (bis). Métodos biológicos e físico-químicos poderiam ser combinados para tornar os processos aptos para uso industrial .
as peroxidases das plantas têm uma grande utilidade potencial para a descontaminação das águas residuais poluídas por fenol. O uso em larga escala destas enzimas para a despoluição de fenol requer material barato, abundante e facilmente acessível contendo peroxidase. A polpa de batata, um produto residual da indústria do amido, contém grandes quantidades de peroxidases activas, e as enzimas da polpa de batata mantêm a sua actividade a pH 4-8 e são estáveis numa vasta gama de temperaturas. A eficiência de remoção de fenol da polpa de batata é superior a 95%.
Lac imobilizado em contas nanoporosas de sílica degradam mais de 90% de 2,4-dinitrofenol em um curto período de tempo (12 horas). O processo de imobilização melhora a atividade e a sustentabilidade da Lac para a degradação do poluente. As temperaturas superiores a 50 ° C reduzem a actividade enzimática para cerca de 60%. No entanto, o pH e a concentração mediadora não podem afectar a actividade enzimática. A degradação cinética está de acordo com uma equação de Michaelis–Menten .
exsudados aquosos de azevém (Lolium perenne) podem degradar BPA tanto na ausência e presença de matéria orgânica natural (NOM). Em exsudados com a adição de NOM, o processo de degradação é mais longo do que sem NOM. As actividades da Peroxidase e da Lac nos exsudados sugeriram um envolvimento significativo destas enzimas na degradação do BPA .
compostos de Organofluorina tornaram-se importantes blocos de construção para uma ampla gama de materiais avançados, polímeros, agroquímicos e Farmacêuticos. The concept for the introduction of the trifluorometyl group into unprotected phenols by employing a biocatalyst (Lac), tBuOOH, and either the Langlois’ reagent or Baran’s zinc sulfinate was achieved. O método baseia-se na recombinação de duas espécies Radicais, a saber, o catião RADical fenol gerado diretamente pela Lac e o radical CF3. A trifluorometilação catalisada pela Lac prossegue em condições suaves e degrada fenóis substituídos por trifluorometil que não estavam disponíveis por métodos clássicos .
Lac-producing freshwater 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 .
tem sido dada maior atenção à nanobiocatálise. As microesferas magnéticas reversivelmente imobilizadas em Cu(ΙΙ)- e Mn(ΙΙ)-quelatadas foram bem sucedidas na remoção de BPA da água. Em comparação com a laceração livre, as estabilidades térmicas e de armazenamento da laceração imobilizada são significativamente melhoradas. Mais de 85% do BPA foi removido em condições óptimas .
However, using enzymes in solution for water treatment has limitations of nonreusability, short enzyme lifetimes, and high cost of single use. Chen et al. desenvolveu um novo tipo de biocatalisador imobilizando a laceração fúngica na superfície das células de levedura usando técnicas de biologia sintética. O biocatalisador é referido como Lac Display de superfície (SDL) e pode ser reutilizado com alta estabilidade, pois reteve 74% da atividade inicial após oito reações repetidas em lotes. A eficácia SDL e a prova do conceito no tratamento de contaminantes de preocupação emergente foram demonstradas com bisfenol A e sulfametoxazol.
