Enzymaktivitätsmessung für Chloridperoxidase

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Chlorperoxidase (EC 1.11.1.10) ist eine Gruppe von Enzymen, die wasserstoffperoxidabhängige Halogenierungsreaktionen katalysieren. Durch die Kombination der anorganischen Substrate Chlorid und Wasserstoffperoxid wird das organische Substrat chloriert. Ein Beispiel für die Häm-Thiolate-Chlorperoxidase ist ein einzigartiges Pilzenzym, das von dem ascomycetischen Pilz Caldariomyces fumago ausgeschieden wird. Neben der Katalyse von Chlorierungs-, Bromierungs- und Iodierungsreaktionen wird Chlorperoxidase auch als entscheidendes Modell für die Reaktionszwischenprodukte von P450-Enzymen betrachtet, die P450-ähnliche Sauerstoffeinfüge-Reaktionen katalysieren. Aufgrund dieser weitreichenden Aktivität ist Chlorperoxidase eines der vielseitigsten aller bekannten Häm-Enzyme und war seit der ersten Beschreibung des Enzyms durch Morris und Hager im Jahr 1966 Gegenstand umfangreicher Untersuchungen. Trotz funktioneller Ähnlichkeiten mit anderen Häm-Enzymen ist die Struktur der Chlorperoxidase einzigartig, da sie sich in eine Tertiärstruktur faltet, die von acht helicalen Segmenten dominiert wird. Dieses Enzym gehört zur Familie der Oxidoreduktasen, insbesondere zu denen, die auf ein Peroxid als Akzeptor wirken (Peroxidase). Der systematische Name dieser Enzymklasse ist Chlorid:Wasserstoffperoxid-Oxidoreduktase, die auch als Chloroperoxidase, CPO oder Vanadiumhaloperoxidase bekannt ist.

Chlorperoxidase spielt eine zentrale Rolle in der Biotechnologie, im Umweltschutz und in der Biosynthese. Zum Beispiel kann Chlorperoxidase als vielseitiger biologischer Katalysator aufgrund ihrer weitreichenden Aktivität eingesetzt werden. Darüber hinaus kann Chlorperoxidase, da sie oxidative Dehalogenierungsaktivität zeigt und signifikant robuster ist als andere Peroxidasen und unter härteren Reaktionsbedingungen im Vergleich zu anderen Biokatalysatoren funktioniert, im Bereich der Bioremediation eingesetzt werden und kann verwendet werden, um kontaminierten Boden oder Wasser vor der Entsorgung zu behandeln. Darüber hinaus kann Chlorperoxidase auch zur Synthese von Halbleiterpolymeren verwendet werden. An dieser Stelle sollte erkannt werden, dass Chlorperoxidase in vielen Bereichen multiple und bedeutende Funktionen erfüllt, weshalb viel mehr Details zu diesem Enzym erarbeitet werden sollten, insbesondere durch seinen katalytischen Assay.

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Abbildung: Die Kristallstruktur der Chloroperoxidase von Leptoxyphium fumago.
PDB: 1CPO