Екологія/6 Екологічний моніторинг

Карєвіна В.В.

Національний університет харчових технологій, Україна

Поширення лакази в природних об’єктах

Лаказа була відкрита і вивчена ще в кінці ХІХ ст. В 1883 році Хікорокуро Йошіда описав цей фермент у сокові лакового дерева, що використовують в Японії для лакування різних виробів. Через кілька років, в 1886 році Бертран виявив лаказу в грибах. Але широке вивчення лаказ розпочалось тільки після визначення їх ролі у деградації деревини грибами білої гнилі [1].

Серед рослин лаказа ідентифікована в деревині, капусті, турнепсі, буряках, яблуках, аспарагусі, картоплі, грушах та інших овочах та плодах. Лаказа також знайдена в таких видах, як манго, маш (боби мунг), персики, сосна, чорносливі, платан. Присутність ферменту встановлена в низці видів комах, включаючи Bombyx, Calliphora, Diploptera, Drosophilia, Lucilia, Manduca, Musca, Oryctes, Papilio, Phormia, Rhodnius, Sarcophaga, Schistocerca, та Tenebrio[6]. Рослинні лакази приймають участь у вільно-радикальному механізмі утворення полімеру лігніну, тоді як грибні лакази відіграють важливу роль в морфогенезі, процесах взаємодії між грибом-патогеном та хазяїном і біодеградації лігніну[5]. Є дані про присутність лаказ у бактерій. Лаказоподібні білки були описані для різних видів бактерій. Серед бактеріальних природних продуцентів лакази є Azospirillum lipoferum, Marinomonas mediterranea, Bacillus subtilis. Фермент відіграє роль в пігментації клітини, утилізації рослинних фенольних складових та/або транспорту електронів[3,4].

Фенолоксидазна активність виявлена у ліхенізованих аскоміцетів, що належать до епігейних та епіфітних лишайників (Peltigerales, Lecanorales)[2].

Найбільш широко лаказа розповсюджена серед грибів. Однак, у нижчих грибів родів Zygomycetes і Chytridiomycetes лаказа досі не виявлена. Лаказу та лаказоподібні ферменти продукують фітопатогенні аскоміцети, зокрема Ophiostoma, Melanocarpus, Neurospora, Podospora, Monocillium, Gaeumannomyces та ін., ґрунтові аскоміцети - Aspergillus, Curvularia, Penicilium а також аскоміцети, що здатні руйнувати деревину - Trichoderma, Bothryosphaeria, Xylaria[2].

Серед фізіологічних груп грибів лаказа являється типовою для базидіоміцетів, що руйнують лігнін, так званих грибів білої гнилі. Хоча лаказа ідентифікована також в грибах бурої гнилі (Coniophora puteana, Laetiporus sulphureus). Фрагменти гена лакази виявлені в таких грибах, як Amanita, Cortinarius, Hebeloma, Lactarius, Paxillus, Piloderma, Russula, Xerocomus, Tylospora[1].

Лаказа виявлена в мікоризних та сапрофітних грибах, таких як Agaricus, Armillariella mellea, Cerrena тахта, Cerrena unicolor, Chaetomium, Coprinus, Coriolopsis, Coriolus hirsutus, Coriolus maxima, Coriolus zonatus, Daedalea quecina, Fomes fomentarius, Ganjderma lucidum, Lentinula edodes, Marasmius, Pycnoporus cinnabarinus, Schizophyllum commune, Trametes galica, T. multicolor, T.ochracea, T.pubescens, T.sanguinea, T, versicolor, T.villosa, Marasmius, Tricholoma, Volvariela, Cantarellus cibarius, Lactarius piperatus, Russula delica. Для грибів Lenzites betulina, Oudemansiella mucida та Polyporus squamosus виявлена висока лаказна та оксидаз на активність[1].

Найбільш активними продуцентами ферменту лакази серед вищих базидіальних грибів білої гнилі є гриби роду Trametes. Нижче приведені види грибів, що використовуються найчастіше в якості продуцентів лакази та деяких інших оксидоредуктаз та їх екологічна характеристика:

1. Trametes hirsuta – гриби-сапрофіти, що розвиваються на листяних породах, частіше на осиці, тополі, вільсі, вишні. Викликають білу гниль. Свіжі плодові тіла іноді мають анісовий запах. Росте протягом всього року.

2. Trametes ochracea – гриби-сапрофіти, що розвиваються на листових, рідше на хвойних породах. Викликають білу гниль. Росте у другу половину вегетаційного періоду до морозів.

3. Trametes pubescens – гриби-сапрофіти, що розвиваються на листяних породах. Викликають білу гниль. Росте у другу половину вегетаційного періоду.

4. Trametes versicolor – гриби-сапрофіти на листяних породах та, як виключення, на ялинах. Викликають білу гниль. Росте з середини літа і до заморозків[2].

Отже, використовувати лаказу, що синтезується вищими базидіальними грибами, що здатні руйнувати деревину, є доцільним. Такі гриби продукують лаказу у великій кількості для розкладання лігніну, тому їх можна використовувати в якості продуцентів лаказних ферментних препаратів.

Література:

1. Королева О.В. Лакказы базидиомицетов: свойства, структуры, механизм действия и практическое приминение: автореф. дис. … док. Биол. Наук: 03.00.04/Королева Ольга Владимировна. – Москва, 2006. – 50 с.

2. Русинова Т.В. Разработка технологии биосинтеза фермента лакказы базидиальными грибами рода Trametes: дис. … канд. техн. наук: 03.00.23/ Русинова Татьяна Витальевна. – Москва, 2007. – 191с.

3. G. Singh, M. Batish, P. Sharma,N. Capalash. Xenobiotics enhance laccase activity in alkali- tolerant γ-PROTEOBACTERIUM JB//Brazilian Journal of Microbiology – 2009. – 40:26-30. – p. 26-30.

4. P. Sharma, R. Goel, N. Capalash. Bacterial laccases. Published online: 15 November 2006.

5. Varnaite R., Raudoniene V., Bridzuiviene D. Enzymatic Biodegradation of Lignin-Cellulose Complex in Plant Origin Material//MATERIALS SCIENCE (MEDŽIAGOTYRA) – 2011. - No. 1. , V. 17. – P 99-103.

6. V. Madhavi, S.S. Lele. Laccase: properties and applications//BioResource – 2009.-4(4).-1694-1717pp.