产漆酶真菌以及漆酶的研究(5页)

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1、产漆酶真菌以及漆酶的研究摘要：漆酶是一种含铜的多酚氧化酶，在细菌、真菌、放线菌、植物屮都有报道,但报道最多的为真菌，尤其是口腐真菌。漆酶能够降解环境中的木质素，在纸浆漂白、废水处理屮意义重大。漆酶通常情况下漆酶含冇4个铜原子结合位点，通过电了在这四个铜原了间相互传递达到分解底物的目的。漆酶基因的异源表达已经吸引了广大学者的目光，至今为止，数十种真菌的漆酶基因已经成功在酵母等异源表达系统屮表达，我们可以预见漆酶在人类未来的生活屮将发挥重要作用。关键词：漆酶，白腐真菌，铜原子结合，异源表达现如今，环境污染已严重影响了人类的生存，造纸厂、纺织厂排出的废水则是重要的污染源2—。木质素

2、是使废水颜色发黑的主要原因⑴，倘若在工厂排出废水前先将木质索出去，将会人人降低废水的毒性。木质索是由聚合的芳香醇构成的一类物质，存在于木质组织屮，是世界上仅次于纤维素的第二位最丰富的有机物。木质素作为纤维素的粘合剂，能增强植物体的机械强度，利于输导组织的水分运输和抵抗不良外界环境的侵袭。木质素外观上是一种白色或接近无色的物质，相对密度大约在1.35-1.50Z间，非常坚硬，难溶于齐种无机或有机溶剂⑵。木质索属天然芳香族高分子聚合物，是-•类在自然界存在量很人但是又较难降解的可再生资源，木质素不含易水解的重复单元，因而不受水解酶的攻击，不仅如此，它还和半纤维素以共价键形式结合，

3、将纤维素分子包埋在其中，形成一种天然屏障，使纤维素酶不易与纤维素分子接触，给纤维素的降解也造成了困难⑶。因此去木质素成为目前人们面临的一大难题。1白腐真菌降解木质素研究表明，在自然界屮，木质素的完全降解是真菌、细菌、放线菌及相应微生物群落共同作用的结果。其中，真菌起主导作用⑷，某些真菌能够有效的降解木质素，尤莫是白腐真菌(white・rotfungus)可通过一系列的酶促反应实现对木质素的彻底降解。口腐真菌是一类丝状真菌，分类学上屈于真菌门，绝大多数为担子菌纲，少数为子囊菌纲。目前，研究最多的是黄砲原毛平革菌、彩绒草盖菌、变色栓菌、射脉菌、凤尾菇等。其屮，黃饱原毛平革菌是典型

4、菌种，是研究木质素降解的模式菌，普遍分布丁•北美，我国尚未发现。白腐真菌木质素酶系统包括两类三种⑷，一类是是能利用H2O2作屯子受体的过氧化物卿类，这类IW包括木质素过氧化物«(EC1.11.1.13LigninPeroxidase,简称Lip)和镭依赖过氧化物酶(EC1」1.1.14ManganesePeroxidase,简称MnP)；另一类是利用02作为电子受体的多酚氧化酶类，这类酶称为漆酶(ECL10.3.2laccase,简称Lac)o以上三种酶各白代表一系列同工酶。木质素过氧化物酶和镒依赖过氧化物酶都是含亚铁血红索的糖蛋白，木质索过氧化物酶分子量大约为40kD,镒依

5、赖过氧化物酶的分子量-般在38〜62.5kD之间，它们的血红素辅基埋在蛋白质内构成活性中心(镭依赖过氧化物酶的活性中心询需一个Mn2+和两个起稳定结构作用的C/+)；漆酶则是一种以02作电子受体的含有4个铜离子的氧化酶，分了量在60-80kDZ间。2漆酶催化氧化底物的基理漆酶最早由一名日木人发现，它并非只存在于微生物界，在细菌、植物屮也有报道⑸。漆酶是一种含铜的多酚氧化酶⑹，属于蓝色多铜氧化酶家族，能够氧化多种芳香化合物和其它冇机化合物，冃副产物只有水，被誉为“绿色酶”。漆酶一般以单体存在，极少情况下会有同源或异源二聚体，以及同源四聚体。通常情况下漆酶含有4个铜原子结合位点，

6、根据其光谱和磁性特征可将其分为三类，I型C0—个，呈蓝色，在紫外可见光谱614nm处有特征吸收，II型Cu2+-个，非蓝色，没有特征吸收光谱，ill型■两个，是耦合的离子对，在紫外可见光谱330nm处有较宽的吸收带。在三类铜原子屮，前两种是单电子受体，顺磁性，可用顺磁共振测定，III型CU2%是反磁性，无法用顺次共振检测。I型C0中心相对独立，并11都与两个组氨酸(His)的N和一个半胱氨酸(Cys)的S配位，形成扭曲的四面体结构，其屮共价键Cu-S(Cys)的配位使漆阳呈现蓝色。II型Cu2+和III型62"中心紧密相连形成一个三核铜簇。三核铜簇与8个His配位结合，其屮I

7、I型铜结合2个His,III型铜结合6个His。当然，并不是所冇的漆酶都具有四个铜原了。CysHis/HisHisI型Cu"11型Cu"和III型漆酶催化底物氧化时⑺，I型0)2+和II型012+首先分别从底物接受一个电子，曲二价变为一价，然后通过分子内的屯子转移，I型CJ+和II型CJ+将电子传递给III型CU24+,它们由一价变成二价，III型CU2知由二价变成一价。当I型Cu2+和II型Cu"分别再次从底物接受一个电子变成一价时，四个铜离子都是一价，这时漆酶呈述原态。在冇02存在下，述原态漆酶被氧