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1、第23卷第2期广西农学报2008年4月Vol123,No12JournalofGuangxiAgricultureApril,2008木质素降解酶的酶活测定方法探讨倪启亮王敦球戚拓业(广西桂林工学院资源与环境工程系,桂林541004)摘要:综合介绍了目前木质素研究所涉及到的主要降解酶类的不同测定方法,并对这些测定方法进行了比较。关键词:木质素;木质素降解酶;酶活中图分类号:TQ3511013文献标识码:A文章编号:1003-4374(2008)02-0054-04Discussiononmethodsofligninolyticenzymesactivitymens
2、urationNIQi2liangetal(ResourcesandEnvironmentEngineeringDepartmentofGuilinTechniqueandEngineeringUniversity,Guilin,Guangxi541004,China)Abstracts:Thispaperhassummarizedandcomparedthepresentknowledgeondifferentmethodsofligninolyticenzymesactivitymensuration1Keywords:Lignin;ligninolyticen
3、zymes;enzymeactivity木质素是植物细胞壁的重要组成部分,除苔藓和菌类外,一切植物都含有木质素(约占植物体干重的1420%),在自然界中含量仅次于纤维素。据估测,全球每年可产生约6×10t木质素,主要以造纸工业废水[1]和农作物废弃秸杆形式存在,它是一种量大而又可再生的有机资源。能源紧张、粮食短缺及环境污染的日趋严重是目前世界各国所面临的难题。通过对可再生资源的转化利用,能在有利于生态平衡的条件下缓解或解决这些问题。而这些清洁、环保产业正作为一种新的工业生产方式日益受到技术发达国家的重视。1木质素的结构与木质素降解酶111木质素是由苯基丙烷单元通过醚
4、键和碳-碳键连结聚合而成的近似球状的芳香簇高聚体,木质素中一般含有松柏醇、芥子醇和对香豆醇三种不同类型的苯基丙烷单体,它们随植物品种、植物年龄甚至细胞壁形态部位的不同而存在着不同的比例,如:针叶树的木质素主要由松柏醇的脱氢聚合物构成愈创木基木质素;阔叶树的木质素由松柏醇和芥子醇的脱氢聚合物构成愈创木基-紫丁香基木质素;而草本植物则是由松柏醇、芥子醇和对香豆醇的脱氢聚合物和对香豆酸组成。由于这三类醇的共聚化产生了不均匀的、无旋光性的、交叉键合、高度分散性及高度抗生物降解性的芳香高聚物,对绝大多数微生物的攻击均有抗性,因而,木质素的分解特别慢,而且,在完整的木质组织中,
5、木质素是以一种物理屏障存在的,它包围纤维素,成为外围基质,保护纤维素免遭微生物袭击和降解酶的进攻,其降解必须先于纤维素分解,是地球上碳素[2～5]循环的限速过程,故木质素的降解在碳素循环及植物纤维素材料有效利用中占有非常重要的地位。112木质素的降解酶系是非常复杂的体系,目前对它的研究较多,认为最重要的木质素降解酶有3种:木质素过氧化物酶(LigninperoxidaseLip)、锰过氧化物酶(ManganeseperoxidaseMnp)和漆酶(Laccase)。除此之外,还有芳醇氧化酶(Aryl2alcoholoxidaseAAO)、乙二醛氧化酶(Gyoxalo
6、xidaseGLOX)、葡萄糖氧化酶(Gu2cosel2oxidase)、酚氧化酶、过氧化氢酶等都参与了木质素的降解或对其降解产生一定的影响。收稿日期:2008-02-18修回日期:2008-02-17项目来源:广西高校百名中青年学科带头人资助计划(项目号RC20060830015);桂林市科学研究与技术开发计划(050114-2)。第一作者简介:倪启亮,男,1982年生,浙江嘉兴,在读硕士研究生,从事环境工程方面的研究。第2期倪启亮等:木质素降解酶的酶活测定方法探讨552木质素降解酶的酶活测定方法211木素过氧化物酶的测定[6]21111以藜芦醇为底物测LiP活力
7、的方法多种含苯丙烷的化合物和含苯甘油-β-苯醚键的木素模型化合物都曾用作测试LiP活力的底物,其中应用最广的是藜芦醇(Veratrylalcohol,VA),它是白腐菌的一种次生代谢产物,被认为可诱导LiP的合成,在310nm处无光吸收,而当H2O2存在时,VA可被LiP氧3-1化为藜芦醛(Veratraldehyde),此时在310nm处则有强烈光吸收(E=913×10mo11cm),因此一般用其光密度增加速率:△OD/min来表示LiP活力。在同类化合物中LiP对VA有较小的Km和较高的Vmax,反应条件通常为2mmoIVA(Km=60μmol),014mm
