Lignin-modifying enzyme
லிக்னின்-மாற்றியமைக்கும் என்சைம்கள் (எல். எம். இ) என்பது பூஞ்சை மற்றும் பாக்டீரியாவால் உற்பத்தி செய்யப்படும் பல்வேறு வகையான என்சைம்கள் ஆகும், அவை தாவரங்களின் செல் சுவர்களில் பொதுவாகக் காணப்படும் ஒரு பயோபாலிமரான லிக்னினின் முறிவை ஊக்குவிக்கின்றன. லிக்னினேஸ்கள் மற்றும் லிக்னேஸ்கள் என்ற சொற்கள் ஒரே வகுப்பின் பழைய பெயர்கள், ஆனால் இந்த என்சைம்கள் நீராற்பகுப்பு அல்ல, மாறாக அவற்றின் நொதி வழிமுறைகளால் ஆக்ஸிஜனேற்ற (எலக்ட்ரான் திரும்பப் பெறுதல்) என்பதால், "லிக்னின்-மாற்றியமைக்கும் என்சைம்கள்" என்ற பெயர் இப்போது விரும்பப்படுகிறது. எல். எம். இ. களில் லிக்னின் பெராக்சிடேஸ் (), மாங்கனீசு பெராக்சிடேஸ் (), பல்துறை பெராக்சிடேஸ் () மற்றும் லாக்சேஸ் வகையின் பல பினோலோக்சிடேஸ்கள் போன்ற பெராக்சிடேஸ்கள் அடங்கும். எல். எம். இ. க்கள் வெள்ளை அழுகல் பாசிடியோமைசெட்டஸ் பூஞ்சைகளின் பல இனங்களால் உற்பத்தி செய்யப்படுவதாக அறியப்படுகிறது, அவற்றுள் பின்வருவன அடங்கும்ஃ ஃபானெரோகேட் கிரைசோஸ்போரியம், செரிப்போரியோப்சிஸ் சப் வெர்மிஸ்போரா, டிராமீட்ஸ் வெர்சிகோலர், ஃபிளெபியா ரேடியாட்டா, ப்ளூரோட்டஸ் ஆஸ்ட்ரிட்டஸ் மற்றும் ப்ளூரோட்டஸ் எரிங்கி. எல். எம். இ. க்கள் மரம்-வெள்ளை அழுகும் பூஞ்சைகளால் மட்டுமல்லாமல், அகரிகஸ் பிஸ்போரஸ் (பொதுவான பொத்தான் காளான்) மற்றும் பல கோப்ரினஸ் மற்றும் அக்ரோசைப் இனங்கள் போன்ற குப்பை-சிதைந்த பாசிடியோமைசெட்டஸ் பூஞ்சைகளாலும் உற்பத்தி செய்யப்படுகின்றன. பழுப்பு-ரோட் பூஞ்சைகள், செல்லுலோஸை சீரழித்து மரத்தை குடியேற்ற முடியும், லிக்னினை ஓரளவு மட்டுமே சிதைக்க முடியும். சில பாக்டீரியாக்கள் எல்எம்இகளை உற்பத்தி செய்கின்றன, இருப்பினும் பூஞ்சை எல்எம்இகள் லிக்னின் சீரழிவில் மிகவும் திறமையானவை. இயற்கை அமைப்புகளில் லிக்னின் சிதைவுக்கு மிகவும் கணிசமான பங்களிப்பாளர்களாக பூஞ்சைகள் கருதப்படுகின்றன. எல். எம். இ. க்கள் மற்றும் செல்லுலேஸ்கள் சுற்றுச்சூழல் சுழற்சிகளுக்கு முக்கியமானவை (எடுத்துக்காட்டாக, வளர்ச்சி/இறப்பு/சிதைவு/மறு வளர்ச்சி, கார்பன் சுழற்சி மற்றும் மண் ஆரோக்கியம்) ஏனெனில் அவை தாவர திசுக்களை விரைவாக சிதைக்க அனுமதிக்கின்றன, புதிய தலைமுறையினரால் மறுபயன்பாட்டிற்காக அதில் உள்ள பொருளை வெளியிடுகின்றன. பல்வேறு தொழில்துறைகளுக்கு எல். எம். இ. களும் முக்கியமானவை. தொழிற்துறை பயன்பாடு லிக்னின்-மாற்றியமைக்கும் நொதிகள் கடந்த பத்தாண்டுகளாக காகிதம் மற்றும் கூழ் தொழிலில் தீவிரமாக பயன்படுத்தப்பட்டு வருகின்றன. அவை நச்சுத்தன்மையை நீக்குதல் மற்றும் நிறத்தை நீக்குதல் ஆகிய பண்புகளைக் கொண்டிருப்பது கண்டுபிடிக்கப்பட்ட சிறிது நேரத்திலேயே அவை தொழில்துறையில் பயன்படுத்தப்பட்டன; கூழ் தொழில் ஆண்டுதோறும் $100 மில்லியன் அமெரிக்க டாலருக்கும் அதிகமாக செலவிடுகிறது. இந்த நொதிகள் கடந்த பத்து ஆண்டுகளாக தொழில்துறையில் பயன்படுத்தப்பட்டாலும், உகந்த மற்றும் வலுவான நொதித்தல் செயல்முறைகள் நிறுவப்படவில்லை. இந்த நொதிகளுக்கு உகந்த நிலைமைகள் இல்லாதது தொழில்துறை சுரண்டலைக் கட்டுப்படுத்துகிறது என்று விஞ்ஞானிகள் நம்புவதால் செயலில் ஆராய்ச்சிக்கான ஒரு பகுதி உள்ளது. லிக்னின்-மாற்றியமைக்கும் என்சைம்கள் தொழில்துறைக்கு பயனளிக்கின்றன, ஏனெனில் அவை லிக்னினை உடைக்கக்கூடும்-காகிதம் மற்றும் கூழ் தொழில்துறையின் பொதுவான கழிவு தயாரிப்பு. இந்த என்சைம்கள் பாப்லரின் சுத்திகரிப்பில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன, ஏனெனில் லிக்னின் சிகிச்சையளிக்கப்பட்ட பாப்லரின் நொதி நீராற்பகுப்பைத் தடுக்கிறது மற்றும் லிக்னின்-மாற்றியமைக்கும் என்சைம்கள் லிக்னைனை திறம்பட சிதைக்க முடியும், இதனால் இந்த சிக்கலை சரிசெய்ய முடியும். லிக்னின் மாற்றியமைக்கும் என்சைம்களின் மற்றொரு பயன்பாடு தாவர பயோமாஸ் பயன்பாட்டின் உகப்பாக்கம் ஆகும். வரலாற்று ரீதியாக, தாவர உயிர்த்திரள் பயன்பாட்டின் ஒரு சிறிய பகுதியை மட்டுமே உண்மையில் கூழ் மூலங்களிலிருந்து பிரித்தெடுக்க முடியும், பெரும்பாலான தாவரங்கள் கழிவுப்பொருட்களாக விடப்படுகின்றன. லிக்னின் காரணமாக, தாவரக் கழிவுகள் சீரழிவுக்கு ஒப்பீட்டளவில் மந்தமாக உள்ளன, மேலும் கழிவுப் பொருட்களின் பெரிய குவிப்பை ஏற்படுத்துகின்றன. எல். எம். இ. க்கள் அதை திறம்பட மற்ற நறுமண சேர்மங்களாக உடைக்க முடியும். எல். எம். இ. க்கள் ஆரம்பத்தில் கழிவு கழிவுகளை வெளுக்க பயன்படுத்தப்பட்டன. இப்போது பல்ப் ப்ளீச்சிங்கிற்கு இந்த என்சைம்களைப் பயன்படுத்தும் பல காப்புரிமை பெற்ற செயல்முறைகள் உள்ளன, அவற்றில் பல இன்னும் வளர்ச்சியில் உள்ளன. ஜெனோ பயோடிக் சேர்மங்களின் சீரழிவுக்கு எல். எம். இ. களைப் பயன்படுத்துவதில் சுற்றுச்சூழல் தொழில்துறை ஆர்வம் கொண்டுள்ளது. எல். எம். இ. களால் களைக்கொல்லிகளை நச்சுத்தன்மையிழக்கச் செய்வது குறித்து தீவிர ஆராய்ச்சி நடந்து வருகிறது. டிராமெட்டின் வெர்சிகலர் கிளைபோசேட் இன் விட்ரோவை திறம்பட சீரழித்ததாகக் காட்டப்பட்டது. பாக்டீரியா லிக்னின்-மாற்றியமைக்கும் என்சைம்கள் பூஞ்சை எல். எம். இ. களைப் புரிந்துகொள்ள அதிக ஆராய்ச்சி செய்யப்பட்டிருந்தாலும், சமீபத்தில் மட்டுமே பாக்டீரியாவில் உள்ள இந்த என்சைம்களை வகைப்படுத்துவதில் அதிக கவனம் செலுத்தப்பட்டுள்ளது. பூஞ்சை மற்றும் பாக்டீரியா ஆகிய இரண்டிலும் உள்ள முக்கிய எல். எம். இ. க்கள் பெராக்ஸிடேஸ்கள் மற்றும் லாக்சேஸ்கள் ஆகும். பாக்டீரியாக்கள் மிகவும் பொதுவான பூஞ்சை பெராக்சிடேஸ்களுக்கு (லிக்னின் பெராக்சிடேஸ், மாங்கனீசு பெராக்சிடேஸ் மற்றும் பல்துறை பெராக்சிடேஸ்) ஒத்த பண்புகளைக் கொண்டிருக்கவில்லை என்றாலும், பலர் சாயம் நீக்கும் பெராக்சிடேஸ்களை (டைபி-வகை பெராக்சிடேஸ்கள்) உற்பத்தி செய்கிறார்கள். பல்வேறு வகைகளைச் சேர்ந்த பாக்டீரியாக்கள் கம்மாபிரோடியோபாக்டீரியா, பேசில்லோட்டா மற்றும் ஆக்டினோமைசெட்டோட்டா உள்ளிட்ட டைபி பெராக்ஸிடேஸ்களை வெளிப்படுத்துகின்றன. ஹைட்ரஜன் பெராக்சைடைப் பயன்படுத்தி ஆக்சிஜனேற்றம் செய்வதன் மூலம் பெராக்சிடேஸ்கள் லிக்னினை டிபோலிமரைஸ் செய்கின்றன. இதுவரை ஆய்வு செய்யப்பட்ட பாக்டீரியா டைபி-வகை பெராக்சிடேஸ்களை விட பூஞ்சை பெராக்சிடேஸ்கள் அதிக ஆக்ஸிஜனேற்ற சக்தியைக் கொண்டுள்ளன, மேலும் அவை மிகவும் சிக்கலான லிக்னின் கட்டமைப்புகளை சிதைக்க முடியும். செயற்கை சாயங்கள், மோனோஃபீனாலிக் சேர்மங்கள், லிக்னின்-பெறப்பட்ட சேர்மங்கள் மற்றும் ஆல்கஹால்கள் உள்ளிட்ட பெரிய அளவிலான அடி மூலக்கூறுகளில் டைபி-வகை பெராக்ஸிடேஸ்கள் செயல்படுவது கண்டறியப்பட்டுள்ளது. மல்டி காப்பர் ஆக்சிடேஸ்களான லாக்கேஸ்கள், பாக்டீரியா மற்றும் பூஞ்சை இரண்டிலும் காணப்படும் மற்றொரு வகை என்சைம்கள் ஆகும், அவை குறிப்பிடத்தக்க லிக்னின்-சிதைவு பண்புகளைக் கொண்டுள்ளன. ஆக்சிஜனைப் பயன்படுத்தி ஆக்சிஜனேற்றம் செய்வதன் மூலம் லாக்சேஸ்கள் லிக்னினை சிதைக்கிறது. பேசிலஸ் சப்டிலிஸ், கோலோபாக்டர் கிரெசென்டஸ், எஸ்செரிச்சியா கோலி மற்றும் மைக்கோபாக்டீரியம் டியூபர்குளோசம் உள்ளிட்ட பாக்டீரியா இனங்களிடையே லாக்சேஸ்கள் பரவலாக விநியோகிக்கப்படுகின்றன. டிஐபி-வகை பெராக்சிடேஸ்களைப் போலவே, பாக்டீரியா லாக்கேஸ்களும் பரந்த அடி மூலக்கூறு வரம்பைக் கொண்டுள்ளன. பூஞ்சைகளுடன் ஒப்பிடும்போது பாக்டீரியா மரபணுக்கள் மற்றும் மரபணு வெளிப்பாட்டை கையாள்வதில் அதிக எளிமை இருப்பதால், தொழில்துறை பயன்பாடுகள், உயிரி தொழில்நுட்பம் மற்றும் உயிரியல் சிகிச்சை ஆகியவற்றிற்கு பாக்டீரியா லாக்சேஸ்கள் மற்றும் டைபி பெராக்ஸிடேஸ்களைப் பயன்படுத்துவதில் ஆர்வம் உள்ளது. இந்த வகையான என்சைம்களுக்கான பரந்த அளவிலான அடி மூலக்கூறுகள் அவை பயன்படுத்தக்கூடிய செயல்முறைகளின் வரம்பையும் அதிகரிக்கிறது. இந்த செயல்முறைகளில் கூழ் பதப்படுத்துதல், ஜவுளி சாயம் மாற்றியமைத்தல், கழிவுநீரை தூய்மைப்படுத்துதல் மற்றும் மருந்து கட்டுமான தொகுதிகளின் உற்பத்தி ஆகியவை அடங்கும். மேலும், பாக்டீரியா லாக்கேஸ்கள் பூஞ்சை லாக்கேஸ்களை விட அதிக வெப்பநிலை, காரத்தன்மை மற்றும் உப்பு செறிவுகளில் செயல்படுகின்றன, இதனால் அவை தொழில்துறை பயன்பாட்டிற்கு மிகவும் பொருத்தமானவை. செல்களுக்குள் மற்றும் செல்களுக்கு வெளியே உள்ள பாக்டீரியா டைபி-வகை பெராக்சிடேஸ்கள் மற்றும் லாக்கேஸ்கள் இரண்டும் அடையாளம் காணப்பட்டுள்ளன, சில செல்களுக்குள் உள்ள நொதிகளாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன, மற்றவை சூழலில் சேர்மங்களை சிதைக்க சுரக்கப்படுகின்றன. இருப்பினும், பாக்டீரியா உடலியல் மற்றும் அவற்றின் இயற்கையான உடலியல் அடி மூலக்கூறுகளில் அவற்றின் பங்கு இன்னும் விவரிக்கப்படவில்லை. குறிப்புகள் மேலும் காண்க சிட்டினேஸ் நொதிகள்