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Lexikon der Chemie: Ligninasen

Ligninasen, die Bezeichnung für einen Komplex von Enzymen, die den Abbau von Lignin bewirken. L. werden im wachstumsentkoppelten Sekundärmetabolismus von Weißfäulepilzen, besonders Phanerochaete chrysosporium, oft parallel mit geringen Mengen von Cellulasen gebildet. Die Enzyme des Ligninabbaus wurden in P. chrysosproium und dem Actinomyceten Streptomyces viridosporus sowie in einigen anderen Mikroorganismen nachgewiesen und isoliert. P. chrysosporium bildet 2 extrazelluläre Hämperoxidasen (Mr 42000 bzw. 46000) mit Protoporphyrin IX als prosthetischer Gruppe, von denen eine neben H2O2 zusätzlich Mn2+ erfordert. Der primäre enzymatische Angriff erfolgt offenbar extrazellulär über die Spaltung der cα-cβ-Bindung der Phenylpropaneinheit des Lignins. Die Mn2+-Peroxidase kann Veratrylalkohol nicht oxidieren. Die beiden Peroxidasen sind offenbar in der Lage, nahezu alle Bindungen im Ligninmolekül zu spalten. Als Intermediate treten Radikale auf. Der weitere Abbau der gebildeten Phenolbruchstücke erfolgt durch eine O2-abhängige Ringspaltung, die durch die gleichen Peroxidasen und/oder Laccasen katalysiert wird. Das für den Ligninabbau erforderliche H2O2 wird wahrscheinlich durch verschiedene Oxidasen bereitgestellt.

Der natürliche Ligninabbau ist das Ergebnis des Zusammenwirkens verschiedener Bakterien und Weißfäulepilze.

Die biotechnologische Nutzung der natürlichen Cellulose-haltigen Verbindungen (nachwachsende Rohstoffe) für die Gewinnung von Ethanol, Einzellerprotein usw., ist in entscheidendem Maße vom Ligninabbau und damit detaillierten Kenntnissen über L. abhängig.

  • Die Autoren
Dr. Andrea Acker, Leipzig
Prof. Dr. Heinrich Bremer, Berlin
Prof. Dr. Walter Dannecker, Hamburg
Prof. Dr. Hans-Günther Däßler, Freital
Dr. Claus-Stefan Dreier, Hamburg
Dr. Ulrich H. Engelhardt, Braunschweig
Dr. Andreas Fath, Heidelberg
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Dr. Rudolf Friedemann, Halle
Dr. Sandra Grande, Heidelberg
Prof. Dr. Carola Griehl, Halle
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Dr. Wolf Eberhard Kraus, Dresden
Dr. Günter Kraus, Halle
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Prof. Dr. Rüdiger Stolz, Jena
Prof. Dr. Rudolf Taube, Merseburg
Dr. Ralf Trapp, Wassenaar, NL
Dr. Martina Venschott, Hannover
Prof. Dr. Rainer Vulpius, Freiberg
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Fachkoordination:
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Redaktion:
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