Laccaza

I.Introducere

Enzimologia este o ştiinţă care s-a dezvoltat vertiginous în ultimul secol deşi cunoştiinţele fundamentale despre structura enzimelor şi natura procesului enzimatic au început să se acumuleze încă din secolul al XIX-lea.Astfeş, daca în 1920 erau cunoscute relative bine câteva zeci de enzyme, datorită faptului că nu erau isolate îmn stare pură, nu se cunoştea cu precizie mecanismul reacţiei pe care o catalizau. Astăzi sunt caracterizate şi clasificate peste 1000 de enzime, dintre care care aproximativ 500 au fost obţinute sub forma unor preparate înalt purificate şi s-au determinat proprietăţile lor fizice, chimice şi biologice.

Enzimele sunt proteine dotate cu funcţii catalitice specifice. Ele catalizează reacţii chimice în sisteme biologice care în lipsa enzimelor ar avea loc doar foarte lent. În calitatea lor de catalizatori, enzimele au următoarele proprietăţi: sunt eficiente în cantităţi mici, rămân neschimbate la sfârşitul reacţiei, nu modifică echilibrul unei reacţii reversibile, dar cresc viteza cu care acest echilibru este atins. În calitatea lor de proteine, enzimele au toate caracteristicile proteinelor. Enzimele catalizează numai reacţiile termodinamic posibile care se pot produce într-un timp îndelungat şi în lipsa lor.

Activitatea enzimelor, care este excepţional de mare faţă de cea a catalizatorilor, este influenţată de temperatură şi de pH-ul la care se desfăşoară reacţia. De asemenea activitatea enzimelor poate fi stimulată sau inhibată de prezenţa anumitor substanţe, numite activatori, respectiv inhibitori.

O caracteristică esenţială a enzimelor este specificitatea lor, adică proprietatea fiecărei enzime de a acţiona asupra unei anumite substanţe, numită substrat.

În funcţie de tipul de reacţii pe care îl catalizează, enzimele sunt reunite în 6 mari clase:

1. OXIDOREDUCTAZE

2. TRANSFERAZE

3. HIDROLAZE

4. LIAZE

5. IZOMERAZE

6. LIGAZE SAU SINTETAZE

Deoarece numărul enzimelor descoperite şi caracterizate a crescut foarte mult în ultimul timp, a apărut necesitatea elaborării unei terminologii corecte, unanim acceptată si folosită de enzimologi, care să cuprindă un maxim de informaţii despre enzima respectivă.

În 1961, la al V-lea Congres Interaţional de Biochimie de la Moscova, Uniunea Internaţională de Biochimie a adoptat o nemenclatură sistemică a enzimelor care are la bază tipul de reacţie pe care îl catalizează, natura actului catalytic şi nu eventualele proprietăţi fizico-chimice ale enzimei.

Fiecare enzimă este desemnată printr-un cod dormat din patru cifre, care conţine informaţii despre enzima respectivă. Prima cifră din cod indică una din cele şase mari clase, a doua cifră a codului indică subclasa, cea de a treia cifră a codului indică sub-clasa iar a patra cifră a codului reprezintă numărul enzimei din sub-subclasă.

II.Noţiuni generale despre laccază(polifenol oxidaza)

1. Nomenclatură:

- Cod: EC.1.10.3.2.

1 - face parte din clasa oxidoreductaze.

1.10 – subclasa 10: acţionează asupra difenolilor şi substanţelor asemănătoare;

1.10.3 – sub-subclasa 3: acceptorul este oxigenul;

1.10.3.2 – ocupă poziţia a 2-a în sub-subclasă.

- Nume sistemic: benzendiol:oxigenoxidoreductaza.

- Substrat: benzendiol, oxigen.

- Cofactor: cuprul.

- Alte denumiri: polifenol oxidaza; paradifenol oxidaza; monofenolmonooxigenaza; fenoloxidaza; urishiol oxidaza; fenolaza.

Oxidoreduetazele intervin în reactiile de oxido-reducere sau redox. Aceste reacţii au loc prin transfer de electroni de la un substrat donor la un substrat acceptor. Reacţia generală poate fi redată sub forma:

AH2 + B = A + BH2

sau descompusa în reacţii parţiale:

AH2 = A + 2H (1)

A + B = A + B (2)

B +2H = BH (3)

Reactia (2) este de tip redox, celelalte două sunt echilibre protolitice. Substratul care a cedat electroni s-a oxidat, cel care a acceptat s-a redus.

Fiecare oxidoreductaza deţine un mecanism propriu de reacţie bazat pe reacţii redox. Astfel, dehidrogenazele sunt enzime transportoare de hidrogen, citocromii sunt enzime transportoare de electroni, iar oxidazele sunt enzime care au drept acceptor oxigenul molecular sau cel al peroxizilor.

Oxidazele sau transelectronazele aerobe sunt enzime care catalizează transferul electronilor de la substraturile donore direct la oxigenul molecular, cu formare de apa, produs final al oxidării celulare. Aceste enzime sunt metal-proteide în structura cărora se găseşte fier sau cupru. Ele prezintă o specificitate strictă în raport cu acceptorul (oxigenul), iar fata de donor, specificitatea variază în funcţie de natura enzimei. Prezenţa metalului în structura acestor enzime determină mecanismul de acţiune prin transfer de electroni: