Effect of UVB solar irradiation on Laccase enzyme: evaluation of the photooxidation process and its impact over the enzymatic activity for pollutants bioremediation

The multi-copper Laccase enzyme corresponds to one of the most investigated oxidoreductases for potential uses in xenobiotic bioremediation. In this work, we have investigated the photo-degradation process of Laccase from Trametesversicolor induced by UVB light and the influence on its activity over selected substrates. Laccase undergoes photo-degradation when irradiated with UVB light, and the process depends on the presence of oxygen in the medium. With the kinetic data obtained from stationary and time resolved measurements, a photo-degradation mechanism of auto-sensitization was proposed for the enzyme. Laccase generates singlet oxygen, by UVB light absorption, and this reactive oxygen species can trigger the photo-oxidation of susceptible amino acids residues present in the protein structure. The catalytic activity of Laccase was evaluated before and after UVB photolysis over hydroxy-aromatic compounds and substituted phenols which represent potential pollutants. The dye bromothymol blue, the antibiotic rifampicin and the model compound syringaldazine, were selected as substrates. The values of the kinetic parameters determined in our experiments indicate that the photo-oxidative process of Laccase has a very negative impact on its overall catalytic function. Despite this, we have not found evidence of structural damage by SDS-PAGE and circular dichroism experiments, which indicate that the enzyme retained its secondary structure. We believe that, given the importance of Laccase in environmental bioremediation, the information found about the stability of this kind of biomolecule exposed to UV solar irradiation may be relevant in the technological design and/or optimization of decontamination strategies.

Fil: Cacciari, Rodolfo Daniel. Universidad Nacional de Río Cuarto; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas; Argentina

Fil: Reynoso, Agustina. Universidad Nacional de Río Cuarto; Argentina. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas Fisicoquímicas y Naturales. Departamento de Química; Argentina

Fil: Sosa, Santiago. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; Argentina

Fil: Parodi, Facundo. Universidad Nacional de Río Cuarto; Argentina. Universidad Nacional de Río Cuarto. Instituto para el Desarrollo Agroindustrial y de la Salud. - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto para el Desarrollo Agroindustrial y de la Salud; Argentina

Fil: Goldbaum, Fernando Alberto. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; Argentina. Universidad Nacional de San Martin. Centro de Rediseño E Ingenieria de Proteinas.; Argentina

Fil: Montejano, Hernan Alfredo. Universidad Nacional de Río Cuarto; Argentina. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas Fisicoquímicas y Naturales. Instituto de Investigaciones en Tecnologías Energéticas y Materiales Avanzados. - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigaciones en Tecnologías Energéticas y Materiales Avanzados; Argentina

Fil: Biasutti, Maria Alicia. Universidad Nacional de Río Cuarto; Argentina. Universidad Nacional de Río Cuarto. Instituto para el Desarrollo Agroindustrial y de la Salud. - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto para el Desarrollo Agroindustrial y de la Salud; Argentina

Fil: Reynoso, Eugenia. Universidad Nacional de Río Cuarto. Instituto para el Desarrollo Agroindustrial y de la Salud. - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto para el Desarrollo Agroindustrial y de la Salud; Argentina. Universidad Nacional de Río Cuarto; Argentina