Laccases, p- diphenol: oxidoreductases dioxygen-benzenediol ऑक्सीजन oxidoreductases, या, oxidases "नीले तांबा oxidases" कहा जाता एंजाइमों के समूह से संबंधित एंजाइमों हैं।
वे उच्च पौधों में, कुछ कीड़ों में, बैक्टीरिया में और व्यावहारिक रूप से अध्ययन किए गए सभी कवक में मौजूद हैं; इसका विशिष्ट नीला रंग इसकी उत्प्रेरक साइट पर अणु से जुड़े चार तांबे के परमाणुओं का उत्पाद है।
एक लैकेस एंजाइम की आणविक संरचना का ग्राफिक प्रतिनिधित्व (स्रोत: जवाहर स्वामीनाथन और विकिमीडिया कॉमन्स के माध्यम से यूरोपीय जैव सूचना विज्ञान संस्थान में एमएसडी स्टाफ)
इन एंजाइमों का वर्णन योशिदा एट अल द्वारा किया गया था। 1883 में, जब उन्होंने जापानी Rhus vernicifera वृक्ष या "लाह के पेड़" की राल का अध्ययन किया, जहां यह निर्धारित किया गया था कि उनका मुख्य कार्य यौगिकों के पोलीमराइजेशन और डेकोलाइज़ेशन प्रतिक्रियाओं को उत्प्रेरित करना था।
बहुत बाद में यह पता चला कि, कवक में, एंजाइमैटिक गतिविधि वाले इन प्रोटीनों के वातावरण में जहरीले फेनॉल को हटाने के तंत्र में विशिष्ट कार्य होते हैं, जहां वे बढ़ते हैं, जबकि पौधों में वे कृत्रिम प्रक्रियाओं जैसे लिग्निफिकेशन में शामिल होते हैं।
इन एंजाइमों के अध्ययन के बारे में वैज्ञानिक प्रगति ने एक औद्योगिक स्तर पर उनके उपयोग की अनुमति दी, जहां उनकी उत्प्रेरक क्षमता का उपयोग किया गया है, विशेष रूप से बायोरेमेडिएशन, कपड़ा के संदर्भों में, वस्त्र उद्योग पर लागू रंगों को हटाने में, कागज उद्योग में, अन्य।
एक औद्योगिक दृष्टिकोण से लैकेसिस इतने दिलचस्प क्यों हैं इसका मुख्य कारण इस तथ्य के साथ है कि उनकी ऑक्सीकरण प्रतिक्रियाओं में केवल आणविक ऑक्सीजन की कमी और द्वितीयक तत्व के रूप में पानी का उत्पादन शामिल है।
विशेषताएँ
लैकेस के एंजाइमों को गुप्त या इंट्रासेल्युलर क्षेत्र में पाया जा सकता है, लेकिन यह अध्ययन किए जा रहे जीव पर निर्भर करता है। इसके बावजूद, अधिकांश एंजाइमों का विश्लेषण किया गया (कुछ कवक और कीड़े से कुछ प्रोटीन के अपवाद के साथ) बाह्य प्रोटीन हैं।
वितरण
इन एंजाइमों, जैसा कि ऊपर चर्चा की गई है, मुख्य रूप से कवक, उच्च पौधों, बैक्टीरिया और कुछ प्रजातियों के कीड़ों में पाए जाते हैं।
जिन पौधों में इसका अस्तित्व प्रदर्शित किया गया है, उनमें सेब के पेड़, शतावरी, आलू, नाशपाती, आम, आड़ू, पाइन, प्लम आदि हैं। लैकेस-व्यक्त कीड़े मुख्य रूप से जेना बॉम्बेक्स, कैलिपोरा, डिप्लोप्टेरा, ड्रोसोफिला, मुस्का, पैपिलियो, रोड्नियस और अन्य के हैं।
कवक वे जीव हैं जिनसे सबसे बड़ी संख्या और विभिन्न प्रकार के लैकेसिस को अलग-थलग किया गया है और उनका अध्ययन किया गया है, और ये एंजाइम एस्कॉमीक और ड्यूटेरोमाइसेट और बेसिडिओमाइसीस दोनों में मौजूद हैं।
कटैलिसीस
लैकेसिस द्वारा उत्प्रेरित अभिक्रिया में एक सब्सट्रेट अणु का मोनोएलेक्ट्रोनिक ऑक्सीकरण होता है, जो फ़िनोल, सुगंधित यौगिकों या स्निग्ध एमाइनों के समूह से संबंधित अपनी प्रतिक्रियाशील मूलांक के लिए हो सकता है।
उत्प्रेरक प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप चार प्रतिक्रियाशील मुक्त कणों का उत्पादन करने के लिए चार सब्सट्रेट अणुओं के एक ही समय में, दो पानी के अणुओं और ऑक्सीकरण के लिए एक ऑक्सीजन अणु की कमी होती है।
मध्यवर्ती मुक्त कण बाँध सकते हैं और डिमर, ऑलिगोमर्स या पॉलिमर बना सकते हैं, यही वजह है कि लैकेसिस को पोलीमराइज़ेशन और "डेपोलाइमराइजेशन" प्रतिक्रियाओं को उत्प्रेरित करने के लिए कहा जाता है।
संरचना
लैकेसिस ग्लाइकोप्रोटीन होते हैं, अर्थात, वे प्रोटीन होते हैं जिनमें ऑलिगोसैकराइड के अवशेष होते हैं जो पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला से जुड़े होते हैं, और ये अणु के कुल वजन के 10 से 50% के बीच होते हैं (संयंत्र एंजाइमों में प्रतिशत थोड़ा अधिक हो सकता है) ।
इस प्रकार के प्रोटीन के कार्बोहाइड्रेट वाले भाग में ग्लूकोस, मैनोस, गैलेक्टोज, फूकोस, अरबी और कुछ हेक्सोसमाइन्स जैसे मोनोसैकेराइड होते हैं, और ग्लाइकोसिलेशन को स्राव, प्रोटियोलिटिक संवेदनशीलता, गतिविधि, तांबा प्रतिधारण, और में महत्वपूर्ण भूमिका निभाने के लिए माना जाता है। प्रोटीन की थर्मल स्थिरता।
ये एंजाइम आमतौर पर प्रकृति में मोनोमर या होमोडिमर्स के रूप में पाए जाते हैं, और प्रत्येक मोनोमर का आणविक भार 60 और 100 केडीए के बीच भिन्न हो सकता है।
लैकेसिस का उत्प्रेरक केंद्र चार तांबे (Cu) परमाणुओं से बना है, जो तांबे-तांबे (Cu-Cu) बंधों में होने वाले इलेक्ट्रॉनिक अवशोषण के कारण अणु को सामान्य रूप से एक नीले रंग में रंग देते हैं।
वनस्पति लैकेसिस में 9 (काफी मूल) के मूल्यों के साथ आइसोइलेक्ट्रिक अंक होते हैं, जबकि फंगल एंजाइम 3 और 7 के आइसोइलेक्ट्रिक बिंदुओं के बीच होते हैं (इसलिए वे एंजाइम होते हैं जो अम्लीय परिस्थितियों में काम करते हैं)।
isoenzymes
कई लैकेस-उत्पादक कवक में लैकेसकेस आइसोफॉर्म भी होते हैं, जो एक ही जीन या विभिन्न जीनों द्वारा एन्कोड किए जाते हैं। ये आइसोजाइम मुख्य रूप से उनकी स्थिरता, उनके इष्टतम पीएच और उत्प्रेरक के लिए तापमान, और विभिन्न प्रकार के सब्सट्रेट के लिए उनकी आत्मीयता के मामले में एक दूसरे से भिन्न होते हैं।
कुछ शर्तों के तहत, इन आइसोमीजेस के विभिन्न शारीरिक कार्य हो सकते हैं, लेकिन यह उन प्रजातियों या स्थिति पर निर्भर करता है जिनमें यह रहता है।
विशेषताएं
कुछ शोधकर्ताओं ने दिखाया है कि लैकेसिस कीड़े में छल्ली के "स्क्लेरोटाइजेशन" और जीनस बेसिलस के सूक्ष्मजीवों में पराबैंगनी प्रकाश के प्रतिरोधी बीजाणुओं के संयोजन में शामिल हैं।
पौधों में
पौधों के जीवों में, लैकेसी कोशिका की दीवार के निर्माण में भाग लेते हैं, लिग्नाइफिकेशन और "डिग्निफिकेशन" (लिग्निन के नुकसान या विघटन) में; और इसके अलावा, वे ऐंटिफंगल फेनॉल्स के ऑक्सीकरण या फाइटोएलेक्सिन के निष्क्रियकरण के माध्यम से ऊतकों के विषहरण से संबंधित हैं।
मशरूम में
जीवों के इस समूह में महत्वपूर्ण रूप से प्रचुर मात्रा में, लैकेसिस विभिन्न प्रकार की सेलुलर और शारीरिक प्रक्रियाओं में भाग लेते हैं। उनमें से हम टैनिन और वनस्पति "फाइटोएलेक्सिंस" के रोगजनक कवक के संरक्षण का उल्लेख कर सकते हैं; इसलिए यह कहा जा सकता है कि, कवक के लिए, ये एंजाइम वायरलेंस कारक हैं।
Laccases भी morphogenesis और basidiomycetes के प्रतिरोध और बीजाणु संरचनाओं के भेदभाव में एक भूमिका निभाते हैं, साथ ही साथ कवक में लिग्निन के बायोडिग्रेडेशन में होते हैं जो वुडी पौधों की प्रजातियों के ऊतकों को नीचा दिखाते हैं।
इसी समय, लैकेसीज़ कई फफूंद के मायसेलिया और फलने वाले पिंडों में पिगमेंट के निर्माण में भाग लेते हैं और कोशिका-कोशिका आसंजन प्रक्रियाओं में योगदान करते हैं, पॉलीफेनोलिक "गोंद" के निर्माण में जो हाइपहाइंड और चोरी में बांधता है। रोगजनक कवक से संक्रमित मेजबानों की प्रतिरक्षा प्रणाली।
उद्योग में
इन विशेष एंजाइमों का उपयोग औद्योगिक रूप से विभिन्न प्रयोजनों के लिए किया जाता है, लेकिन सबसे उत्कृष्ट कपड़ा और कागज उद्योगों के लिए और अन्य औद्योगिक प्रक्रियाओं द्वारा उत्पादित अपशिष्ट जल के बायोरेमेडिएशन और परिशोधन के अनुरूप हैं।
विशेष रूप से, इन एंजाइमों का उपयोग अक्सर फेनॉल के ऑक्सीकरण के लिए किया जाता है और औद्योगिक अपशिष्ट से दूषित पानी में मौजूद उनके डेरिवेटिव, जिनके कटैलिसीस उत्पाद अघुलनशील (बहुलककृत) और अवक्षेपित होते हैं, जिससे वे आसानी से वियोज्य हो जाते हैं।
खाद्य उद्योग में वे कुछ महत्व के भी होते हैं, क्योंकि वाइन, बीयर और प्राकृतिक रस जैसे पेय पदार्थों के स्थिरीकरण के लिए फेनोलिक यौगिकों को हटाना आवश्यक है।
उनका उपयोग सौंदर्य प्रसाधन उद्योग में, कई यौगिकों के रासायनिक संश्लेषण में, मिट्टी बायोरेमेडिएशन में और नैनोबायोटेक्नोलॉजी में किया जाता है।
सबसे व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले कवक से लैकेस हैं, लेकिन हाल ही में यह निर्धारित किया गया है कि औद्योगिक दृष्टिकोण से बैक्टीरियल लैकेस में अधिक प्रमुख विशेषताएं हैं; वे अधिक से अधिक सब्सट्रेट और अधिक व्यापक तापमान और पीएच पर्वतमाला के साथ काम करने में सक्षम हैं, साथ ही साथ निरोधात्मक एजेंटों के खिलाफ बहुत अधिक स्थिर हैं।
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