Wat is Laccase?
Laccases zijn multikoper-bevattende oxidoreductase-enzymen (EC 1.10.3.2) die voorkomen in schimmels, planten en bacteriën en die de oxidatie van fenolische en niet-fenolische substraten katalyseren door moleculaire zuurstof tot water te reduceren. Ze staan bekend om hun milieu-vriendelijke eigenschappen en worden veel gebruikt bij bioremediatie, afvalwaterzuivering en bij industriële processen zoals het bleken van pulp, textielproductie en voedselproductie.
Alles wat u moet weten
Wat is de functie van de laccase?
Schimmellaccases zijn betrokken bij sporulatie, pigmentproductie, vorming van vruchtlichamen, stressverdediging, plantpathogenese en afbraak van lignine. Hoewel de meeste gezuiverde laccases extracellulaire enzymen zijn, bevatten houtrottende schimmels ook intracellulaire laccases.
Welke bacteriën produceren laccase?
Laccase, een koper-bevattend oxidase-enzym, heeft veel aandacht gekregen vanwege zijn potentieel in de milieubiotechnologie, vooral wat betreft de afbraak van complexe organische verontreinigende stoffen zoals textielkleurstoffen. Het enzym wordt geproduceerd door verschillende micro-organismen, waaronder de bacterie B. subtilis en de schimmel A.
Kan laccase plastic afbreken?
Er zijn verschillende schimmels geïdentificeerd die enzymen produceren die in staat zijn tot afbraak van plastic onder verschillende laboratoriumomstandigheden. Dit artikel presenteert een onderzoek waarin het vermogen van schimmels werd bepaald om polyvinylchloride (PVC) met een laag molecuulgewicht af te breken door het enzym laccase.
Wat zijn de bronnen van laccase-enzym?
Laccases worden wijd verspreid in hogere planten, bacteriën, schimmels en insecten. In planten worden laccases aangetroffen in kool, raap, aardappelen, peren, appels en andere groenten. Ze zijn geïsoleerd uit Ascomyceteous-, Deuteromycteous- en Basidiomycetous-schimmels waartoe meer dan 60 schimmelstammen behoren.
Belangrijkste details:
Laccases op het snijvlak van de biotechnologie
De afgelopen decennia is er sprake geweest van een toegenomen belangstelling voor het gebruik van laccases als biokatalysatoren ter vervanging van conventionele chemische processen in de textiel-, pulp- en papier- en farmaceutische industrie.
Voedsel ---De voedingsindustrie maakt gebruik van laccases vanwege hun vermogen om homo- en heteropolymerisatiereacties te bevorderen.
Cosmetica ---Het oxidatieve potentieel van laccases wordt ook benut in de cosmetische sector voor de productie van producten voor persoonlijke verzorging.
Textiel ---Laccases hebben in de textielindustrie steeds meer belangstelling gekregen voor gebruik in processen variërend van het bleken van denimstoffen.
Organische synthese ---Laccases zijn nuttige biokatalysatoren voor de farmaceutische sector, omdat ze een breed scala aan synthetische reacties kunnen katalyseren, variërend van de transformatie van antibiotica tot de derivatisering van aminozuren voor de synthese van metabolisch stabiele aminozuuranalogen.
Pulp en papier ---Tijdens de industriële papierproductie moet lignine in de houtpulp worden gescheiden en afgebroken.
Biobrandstoffen ---Lignocellulosematerialen behoren tot de meest veelbelovende grondstoffen voor de productie van bio-ethanol.
Verven ---Alkydharsen zijn polyesters die worden gesynthetiseerd door de polymerisatie van polyalcoholen, dicarbonzuren of anhydriden en onverzadigde vetzuren.
Meubilair ---Vezelplaten met gemiddelde dichtheid (MDF) zijn droog gevormde paneelproducten die worden vervaardigd door verknoping van lignocellulosematerialen met een kunsthars onder hittedruk in aanwezigheid van vocht.
Nanobiotechnologie en biogeneeskunde ---Vanwege hun vermogen om directe elektronenoverdracht te katalyseren, worden laccases jarenlang bestudeerd in verband met de ontwikkeling van biobrandstofcellen en biosensoren.
Enzymatische bioremediatie ---Het is bekend dat milieugevaarlijke xenobiotische verbindingen zoals polycyclische aromatische koolwaterstoffen (PAK's), fenolen en organofosforinsecticiden teratogene en carcinogene effecten hebben.
Mechanisme:Laccases voeren een één-elektronenoxidatie uit op aromatische verbindingen en aminen, waarbij radicale tussenproducten worden geproduceerd die vaak leiden tot polymerisatie of ringsplitsing.
Milieuvoordelen:Omdat laccase moleculaire zuurstof als co-substraat gebruikt en water als het enige- bijproduct produceert, wordt het als een 'groen' enzym beschouwd.
Industriële toepassingen:
Bioremediatie:Afbraak van kleurstoffen, fenolen en farmaceutisch afval uit industrieel afvalwater.
Pulp & Papier:Bio-pulping en bio-bleken om lignine te elimineren.
Voedsel/Dranken: Gebruikt bij het maken van wijn, bakken en voor het verwijderen van fenolverbindingen in bier/sap.
Textiel:Afbraak van indigokleurstof bij het wassen van denim.
Bronnen: voornamelijk geproduceerd door wit{0}}rotschimmels, maar ook aangetroffen in bacteriën en hogere planten.
Beperkingen:Hoge productiekosten, mogelijke niet-herbruikbaarheid en instabiliteit onder zware omgevingsomstandigheden (pH/temperatuur) maken vaak enzymimmobilisatie noodzakelijk om de prestaties te verbeteren.
ANALYTISCHE RESULTATEN
| Testitem | Methode / Ref. | Specificatie | Resultaat | Conclusie |
|---|---|---|---|---|
| Identificatie | Claim van interne- ID/label | Laccase (EG 1.10.3.2) | Conformeert | Doorgang |
| Verschijning | Visueel | Wit tot bruin poeder | Lichtbruin poeder | Doorgang |
| Enzym activiteit | Laccase-test van leverancier | NLT 10.000 U/g | 10,420 U/g | Doorgang |
| Definitie van activiteitseenheden | Leverancier-gedefinieerde eenheid | Alleen rapporteren | U/g gerapporteerd | Doorgang |
| Geur | Organoleptisch | Kenmerkend | Conformeert | Doorgang |
| Oplosbaarheid | Wateroplosbaarheidstest | Dispergeerbaar/oplosbaar in water | Conformeert | Doorgang |
| Verlies bij drogen | Gravimetrisch | Minder dan of gelijk aan 8,0% | 4.2% | Doorgang |
| Lood (Pb) | ICP-MS / ICP-OES | Minder dan of gelijk aan 5,0 mg/kg | 0,20 mg/kg | Doorgang |
| Arseen (As) | ICP-MS / ICP-OES | Minder dan of gelijk aan 3,0 mg/kg | 0,10 mg/kg | Doorgang |
| Cadmium (Cd) | ICP-MS / ICP-OES | Minder dan of gelijk aan 0,5 mg/kg | < 0.05 mg/kg | Doorgang |
| Kwik (Hg) | ICP-MS / ICP-OES | Minder dan of gelijk aan 0,5 mg/kg | < 0.01 mg/kg | Doorgang |
| Totaal aantal platen | Aantal platen | Minder dan of gelijk aan 50.000 CFU/g | 1,9 × 10³ KVE/g | Doorgang |
| Coliformen | Aantal platen | Minder dan of gelijk aan 30 CFU/g | < 10 CFU/g | Doorgang |
| E. coli | Afwezigheidstest | Negatief / 25 gr | Niet gedetecteerd | Doorgang |
| Salmonella | Afwezigheidstest | Negatief / 25 gr | Niet gedetecteerd | Doorgang |
Productieproces
