hrvatski

Utjecaj kisika na oksidaciju L-DOPE s lakazom

Lignin je trodimenzionalni, netopljivi aromatski polimer[1]. Sastavni je dio lignoceluloznog materijala koji se nalazi u drvenim dijelovima biljaka i travi[2]. U prirodi postoje gljive bijelog truljenja koje ekstracelularno izlučuju različite oksidaze: lignin-peroksidaze, mangan-peroksidaze i lakaze. Ovi enzimi sudjeluju u procesima delignifikacije[1]. Lakaze (EC 1.10.3.2) su oksidoreduktaze koje uz pomoć molekulskog kisika oksidiraju o-, p- difenole, aminofenole, polifenole, poliamine, lignin, neke anorganske ione i arildiamine[3]. Primjenjuju se u postupcima delignifikacije i obezbojenja papirne pulpe, detoksifikacije onečiščivača okoliša, obezbojenja tekstilnih bojila, dijagnostičnim testovima itd. [4]. Obzirom na kompleksnu strukturu lignina i na njegovu slabu topljivost u vodi, u svrhu bolje razgradnje lignina i razumijevanja mehanizma djelovanja enzima, rade se brojna istraživanja na modelnim supstratima nalik ligninu[5]. Kao modelni supstrat u ovom radu je izabran 3, 4-dihidroksifenil-L-alanin (L-DOPA), kao jeftin, komercijalno dostupni fenolni spoj, slabe topljivosti u vodi.Proučavana je oksidacija L-DOPE s lakazom porijeklom iz gljive bijelog truljenja Trametes versicolor. Kinetika reakcije je opisana Michaelis-Menteničinim izrazom. Parametri kinetičkog modela su procijenjeni na osnovi rezultata mjerenja dobivenih metodom početnih brzina i iznose Vm=1, 529&plusmn ; ; 0, 101 U mg-1 i KmL-DOPA = 0, 469&plusmn ; ; 0, 099 mmol dm-3. Razvijen je matematički model procesa, te je provedena ocjena valjanosti modela usporedbom sa rezultatima pokusa dobivenih u šaržnom reaktoru. Pokazalo se da ovakav model ne može opisati dinamiku procesa. Stoga je analiziran utjecaj različitih koncentracija kisika, kao drugog potencijalnog supstrata, na kinetiku oksidacije L-DOPE. Pretpostavljen je dvosupstratni Michaelis-Menteničin kinetički model, a parametri modela Vm = 6, 897 &plusmn ; ; 0, 243 U mg-1 i KmO2 = 0, 099 &plusmn ; ; 0, 015 mmol dm-3 procijenjeni su iz rezultata šaržnih pokusa, čime je pokazan značajan utjecaj kisika na brzinu enzimatske reakcije. Ovakav model dobro opisuje kinetiku enzimatske razgradnje L-DOPE s lakazom. Literatura: [1] D'Acunzo F, Galli, C., Masci, B.: Oxidation of phenols by laccase and laccase-mediator systems, Solubility and steric issues. European Journal of Biochemistry 269 (2002), 5330-5335. [2] Howard R. L. et. al.: Lignocellulose biotechnology: issues of bioconversion and enzyme production. African Journal of Biotechnology 2 (2003), 602-619. [3] Rodakiewicz-Nowak et. al.: Phenols oxidazing enzymes in water-restricted media. Total in Catalysis 11/12 (2000), 419-431. [4] Pilz R., Hammer E., Schauer F., Kragl, U.: Laccase – catalysed of coupling products of phenolic substrates in different reactors: Applied Microbiology 60 (2003), 708-712 [5] Crestini CiA, D. S.: The Early Oxidative Biodegradation Steps of Residual Kraft Lignin Models with Laccase. Bioorganic and Medicinal Chemistry 6 (1998), 2161-2169.

L-DOPA; lakaza; kisik; modeliranje

nije evidentirano