Лакказа и лакказоподобная мультикупровая оксидаза: сравнительное исследование сходных ферментов с различными спектрами субстратов

Лакказы (EC 1.10.3.2) представляют собой мультикупровые оксидазы, катализирующие одноэлектронное окисление широкого спектра соединений, включая замещённые фенолы, ариламины и ароматические тиолы, до соответствующих радикалов. Благодаря широкому спектру субстратов медьсодержащие лакказы являются универсальными биокатализаторами, способными окислять многочисленные природные и неприродные соединения, имеющие промышленное значение, при этом единственным побочным продуктом является вода. В настоящем исследовании сравнили 10 из 11 мультикупровых оксидаз грибного, растительного и бактериального происхождения, которые до настоящего времени считались лакказами. Скрининг субстратов с использованием 91 природного и неприродного соединения выявил достаточно широкий, но различный спектр субстратов у этих ферментов. Несмотря на наличие консервативных остатков в активном центре, было обнаружено, что диапазоны субстратов отдельных ферментов значительно различаются. Классификация EC основана на типе осуществляемой химической реакции, а фактическое название фермента часто связано с физиологическим субстратом. Однако для ферментов, изученных в данной работе, такая классификация неприменима, тем более что их основные субстраты или природные функции в основном неизвестны. Классификация мультикупровых оксидаз, отнесённых к лакказам, остаётся сложной задачей. Для простоты мы предлагаем ввести термин «лакказоподобная мультикупровая оксидаза» (LMCO) наряду с термином «лакказа», который используем исключительно для фермента, первоначально выделенного из сока лакового дерева Rhus vernicifera.