Published January 25, 2023 | Version v1
Publication Open

UVB light influence on the laccase enzyme catalytic activity in reverse micelles and in homogeneous aqueous medium

Creators

  • 1. National University of Río Cuarto
  • 2. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
  • 3. Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas

Description

Laccase is a versatile enzyme widely used for the oxidation of environmental contaminants and exhibits great potential in many others applications; however, it undergoes photo-degradation when irradiated with UVB light. The photo-stability of this biomolecule can be improved by immobilization in different encapsulation media and reverse micelles have been employed with this purpose. The laccase activity using syringaldazine as substrate has been studied in the absence and in the presence of reverse micelles of 0.15 M of sodium 1,4-bis (2-ethylhexyl) sulfosuccinate (AOT) in isooctane at W0 ([H2O]/[AOT]) = 30, before and after irradiation of the enzyme with UVB light. The kinetic parameters, i.e., Michaelis-Menten constant (KM), catalytic constant (kCAT), and catalytic efficiency (kCAT/KM), were determined by spectroscopic measurements in the micellar system and in homogeneous aqueous medium. The distribution of the substrate in two pseudo-phases (micelle and organic solvent) was taking into account in the kinetic parameters' determinations. The results obtained indicate that the nano-aggregate system confers a solubilization media in the water core of the micelle, both for the enzyme and the substrate, in which the catalytic function of the enzyme is preserved. On the other hand, in homogeneous aqueous medium kCAT/KM value, it is reduced by ~50% after UVB irradiation of the enzyme, while in micellar medium, less than 10% of the activity was affected. This mean that the enzyme achieves a considerably photo-protection when it is irradiated with UVB light in reverse micelles as compared with the homogeneous aqueous medium. This phenomenon can be mainly due to the confinement of the biomolecule inside the micelle. Physical properties of the nano-environment could affect photochemical reactions.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

Laccase هو إنزيم متعدد الاستخدامات يستخدم على نطاق واسع لأكسدة الملوثات البيئية ويظهر إمكانات كبيرة في العديد من التطبيقات الأخرى ؛ ومع ذلك، فإنه يخضع للتحلل الضوئي عند تشعيعه بضوء UVB. يمكن تحسين الاستقرار الضوئي لهذا الجزيء الحيوي عن طريق التثبيت في وسائط تغليف مختلفة وقد تم استخدام المذيلات العكسية لهذا الغرض. تمت دراسة نشاط اللاكيز باستخدام سيرينجالدازين كركيزة في غياب ووجود ميسيلات عكسية تبلغ 0.15 م من الصوديوم 1،4 مكرر (2 -إيثيل هكسيل) سلفوسكسينات (AOT) في أيزو أوكتان عند W0 ([H2O ]/[ AOT]) = 30، قبل وبعد تشعيع الإنزيم بضوء UVB. تم تحديد المتغيرات الحركية، أي ثابت ميكايليس مينتن (KM)، والثابت الحفاز (kCAT)، والكفاءة الحفازة (kCAT/KM)، من خلال القياسات الطيفية في النظام الميسلاري وفي الوسط المائي المتجانس. كان توزيع الركيزة في مرحلتين زائفتين (المذيلة والمذيب العضوي) يأخذ في الاعتبار في تحديدات المعلمات الحركية. تشير النتائج التي تم الحصول عليها إلى أن نظام الركام النانوي يمنح وسائط إذابة في قلب الماء من المذيلة، لكل من الإنزيم والركيزة، حيث يتم الحفاظ على الوظيفة الحفازة للإنزيم. من ناحية أخرى، في الوسط المائي المتجانس kCAT/KM، يتم تقليله بنسبة ~50 ٪ بعد تشعيع الإنزيم UVB، بينما في الوسط الميسلاري، تأثر أقل من 10 ٪ من النشاط. وهذا يعني أن الإنزيم يحقق حماية ضوئية كبيرة عندما يتم تشعيعه بضوء UVB في المذيلات العكسية مقارنة بالوسط المائي المتجانس. يمكن أن تكون هذه الظاهرة ناتجة بشكل رئيسي عن حصر الجزيء الحيوي داخل المذيلة. يمكن أن تؤثر الخواص الفيزيائية للبيئة النانوية على التفاعلات الكيميائية الضوئية.

Translated Description (French)

La laccase est une enzyme polyvalente largement utilisée pour l'oxydation des contaminants environnementaux et présente un grand potentiel dans de nombreuses autres applications ; cependant, elle subit une photodégradation lorsqu'elle est irradiée par la lumière UVB. La photostabilité de cette biomolécule peut être améliorée par immobilisation dans différents milieux d'encapsulation et des micelles inverses ont été utilisées à cet effet. L'activité laccase en utilisant la syringaldazine comme substrat a été étudiée en l'absence et en présence de micelles inverses de 0,15 M de 1,4-bis (2-éthylhexyl) sulfosuccinate (AOT) de sodium dans l'isooctane à W0 ([H2O]/[AOT]) = 30, avant et après irradiation de l'enzyme par la lumière UVB. Les paramètres cinétiques, c'est-à-dire la constante de Michaelis-Menten (KM), la constante catalytique (kCAT) et l'efficacité catalytique (kCAT/KM), ont été déterminés par des mesures spectroscopiques dans le système micellaire et en milieu aqueux homogène. La répartition du substrat en deux pseudo-phases (micelle et solvant organique) a été prise en compte dans les déterminations des paramètres cinétiques. Les résultats obtenus indiquent que le système de nano-agrégats confère un milieu de solubilisation dans le noyau aqueux de la micelle, à la fois pour l'enzyme et le substrat, dans lequel la fonction catalytique de l'enzyme est préservée. En revanche, en milieu aqueux homogène valeur kCAT/KM, elle est réduite de ~50% après irradiation UVB de l'enzyme, alors qu'en milieu micellaire, moins de 10% de l'activité a été affectée. Cela signifie que l'enzyme réalise une photoprotection considérable lorsqu'elle est irradiée avec de la lumière UVB dans des micelles inverses par rapport au milieu aqueux homogène. Ce phénomène peut être principalement dû au confinement de la biomolécule à l'intérieur de la micelle. Les propriétés physiques du nano-environnement pourraient affecter les réactions photochimiques.

Translated Description (Spanish)

La lacasa es una enzima versátil ampliamente utilizada para la oxidación de contaminantes ambientales y exhibe un gran potencial en muchas otras aplicaciones; sin embargo, sufre fotodegradación cuando se irradia con luz UVB. La fotoestabilidad de esta biomolécula se puede mejorar mediante la inmovilización en diferentes medios de encapsulación y se han empleado micelas inversas con este propósito. La actividad de la lacasa utilizando siringaldazina como sustrato se ha estudiado en ausencia y en presencia de micelas inversas de 0,15 M de 1,4-bis (2-etilhexil) sulfosuccinato de sodio (AOT) en isooctano a W0 ([H2O]/[AOT]) = 30, antes y después de la irradiación de la enzima con luz UVB. Los parámetros cinéticos, es decir, la constante de Michaelis-Menten (KM), la constante catalítica (kCAT) y la eficiencia catalítica (kCAT/KM), se determinaron mediante mediciones espectroscópicas en el sistema micelar y en medio acuoso homogéneo. La distribución del sustrato en dos pseudofases (micela y disolvente orgánico) se tuvo en cuenta en las determinaciones de los parámetros cinéticos. Los resultados obtenidos indican que el sistema de nanoagregados confiere un medio de solubilización en el núcleo acuoso de la micela, tanto para la enzima como para el sustrato, en el que se conserva la función catalítica de la enzima. Por otro lado, en el medio acuoso homogéneo, el valor de kCAT/KM se reduce en ~50% después de la irradiación UVB de la enzima, mientras que en el medio micelar, menos del 10% de la actividad se vio afectada. Esto significa que la enzima logra una fotoprotección considerable cuando se irradia con luz UVB en micelas inversas en comparación con el medio acuoso homogéneo. Este fenómeno puede deberse principalmente al confinamiento de la biomolécula dentro de la micela. Las propiedades físicas del nanoambiente podrían afectar a las reacciones fotoquímicas.

Files

latest.pdf.pdf

Files (1.1 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:efa525b6870a83d02fb51de3ecffba5c
1.1 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
تأثير ضوء الأشعة فوق البنفسجية ب على النشاط الحفاز لإنزيم لاكاز في المذيلات العكسية وفي الوسط المائي المتجانس
Translated title (French)
Influence de la lumière UVB sur l'activité catalytique de l'enzyme laccase dans les micelles inverses et en milieu aqueux homogène
Translated title (Spanish)
Influencia de la luz UVB en la actividad catalítica de la enzima lacasa en micelas inversas y en medio acuoso homogéneo

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4317888382
DOI
10.1007/s00726-023-03237-w

Is supplement to
https://openalex.org/W4322484743 (Other)
https://openalex.org/W3184827314 (Other)
https://openalex.org/W2883631425 (Other)
https://openalex.org/W2591054106 (Other)
https://openalex.org/W2515681336 (Other)
https://openalex.org/W2073165956 (Other)
https://openalex.org/W2065877394 (Other)
https://openalex.org/W2028808135 (Other)
https://openalex.org/W2007725877 (Other)
https://openalex.org/W1998612360 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Argentina

References

  • https://openalex.org/W1972108900
  • https://openalex.org/W1979202748
  • https://openalex.org/W1980507742
  • https://openalex.org/W1983540772
  • https://openalex.org/W1988035934
  • https://openalex.org/W1997208967
  • https://openalex.org/W2004304540
  • https://openalex.org/W2012153613
  • https://openalex.org/W2014230863
  • https://openalex.org/W2014376946
  • https://openalex.org/W2015347943
  • https://openalex.org/W2022955220
  • https://openalex.org/W2024547391
  • https://openalex.org/W2024700045
  • https://openalex.org/W2030984719
  • https://openalex.org/W2034485633
  • https://openalex.org/W2036627589
  • https://openalex.org/W2038399695
  • https://openalex.org/W2043419172
  • https://openalex.org/W2050356911
  • https://openalex.org/W2053150570
  • https://openalex.org/W2055325220
  • https://openalex.org/W2061977669
  • https://openalex.org/W2063731290
  • https://openalex.org/W2089233308
  • https://openalex.org/W2095430159
  • https://openalex.org/W2101606746
  • https://openalex.org/W2102511209
  • https://openalex.org/W2171176457
  • https://openalex.org/W2325226764
  • https://openalex.org/W2463112271
  • https://openalex.org/W2491458126
  • https://openalex.org/W2593203489
  • https://openalex.org/W2782100739
  • https://openalex.org/W2884123032
  • https://openalex.org/W2911641017
  • https://openalex.org/W2944028724
  • https://openalex.org/W2945653981
  • https://openalex.org/W2952902698
  • https://openalex.org/W2980930646
  • https://openalex.org/W2985269069
  • https://openalex.org/W2985579226
  • https://openalex.org/W3004194370
  • https://openalex.org/W3036567813
  • https://openalex.org/W3043653337
  • https://openalex.org/W3059788310
  • https://openalex.org/W3100779486
  • https://openalex.org/W3129371502
  • https://openalex.org/W4206116572
  • https://openalex.org/W4230160472
  • https://openalex.org/W4245659228
  • https://openalex.org/W4252118639
  • https://openalex.org/W433777386
  • https://openalex.org/W93853235