真菌漆酶的研究进展

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1、真菌漆酶的研究进展真菌漆酶的研究进展宋瑞(安徽人学生命科学学院合肥230039)【摘要】漆酶是一种蓝色多铜氧化酶，和植物中的抗坏血酸氧化酶，哺乳动物的血浆铜蓝蛋白属同族，能够催化多种有机底物和无机底物的氧化[1,2],同时伴随分子氧还原成水。漆酗广泛分布于真菌、高等植物、少量细菌和昆虫中，尤其在白腐真菌中普遍存在。漆酶特有的结构性质和作用机理使其具有巨人的应用价值。本文就真菌漆酶结构，功能的研究进展作一综述，并对其应用作简单介绍。【关键词】真菌漆酶三维结构功能应用1真菌漆酶结构特征1.1漆酶的组成漆酶是一种糖蛋白，肽链一般约由

2、500个氨基酸组成[3],糖基含量差异较大，占整个分子质量的10%—80%[4],据相关报道，漆酶的热稳定性可能与其糖基化有关。糖组成包括半乳糖、葡萄糖、甘露糖、岩藻糖、氨基己糖和阿拉伯糖Mayer[5]认为漆酶并不均一，它由多条5000^7000分子量的糖肽链基木结构单元组成。由于结构单元Z间的缔合度不同，造成了各种漆酶分子量的不同。另外，分子中的糖基的差异，也会引起漆酶的分子量随来源不同会有很大的差异，从59-390ku不等。真菌漆酶约含19种氨基酸，绝大部分为单体酶，但也有例外，如双抱蘑菇和长绒毛栓菌漆酶由两个亚基组成[

3、6],而柄砲壳漆酶I由四个亚基组成。漆酶种类繁多，不同种类的真菌产生的漆酶种类不同，即使同一种真菌在不同环境下也产生不同种漆酶。1.2漆酶的品体结构由于漆酶是含糖蛋门质，且糖质量分数较高，一直以來很难获得X-衍射分析所用的单晶体，因此阻碍了关于漆酶结构的研究进展。1998年第一个漆酶品体是DucrosV[7]制备的來自灰盖鬼^(Coprinuscinereusv)TICu缺失型漆酶晶体，并分析了其结构。至今为止，Bacillussubtilis(CoA)[8]:Me1anocarpusalbomyces(MaL)[9]:Rig

4、idoporuslignosus(RiL)[10]；Pycnoporuscinnabaricus(PcL)[11]；Coprinuscinereus(CcL)[12]和Trametesversicolor(TvL)[13]漆酶的三维结构己相继被报道。漆酶分子整体由3个杯状结构域所组成，分别称作结构域A、B、C,每个结构域主要由B-折叠桶，Q-螺旋，loop结构所组成。三者紧密结合形成球状结构。这是铜蓝蛋白家族所共有的结构形式[7,9]。分子当中含有二硫键，漆酶种类不同，二硫键数FI也不一样，MaL漆酶分子由3个二硫键，分别是位

5、于结构域ACys4〜Cysl2、结构域A和C界血上Cysll4〜Cys540、结构域CCys298〜Cys332，而CcL,RiL漆酶中则含有两个二硫键。在CcL漆酶分子中，由结构域A的Cys85和结构域B的Cys487形成一个二硫键，另一个二硫键存在于结构域A和结构域B(Cysll7—Cys204)之间。一个伸展的loop(氨基酸284—327)连接结构域B和结构域CoAsn343上有N连接的N—乙酰葡萄胺。1.3漆酶的催化屮心真菌漆酶分了中一般都含有4个Cu原了，根据磁学和光谱学性质不同可将4个Cu原了分为三类:1型Cu2

6、+(TlCu)和II型Cu2+(T2Cu)各一个，都是单电子受体，呈顺磁性；III型Cu24+(T3Cu)两个，是耦合离了对，是双电了受体，反磁性［14］oTICu位于结构域C上，T2Cu和T3Cu位于结构域A和C的界而上。漆酶绝人多数都只含4个Cu原子，KarhunenE等［15］研究的射脉菌(Phlebiaradiata)漆酶却只含有2个Cu原子(TlCu>T2Cu各一个)，无T3Cu原子，但该漆酶分子中含有1个具有类似T3Cu功能的有机小分子辅基毗咯(pyrroloquinolinequinone,PQQ)。Palmie

7、riG等［16］从糙皮侧耳(Pleurotusostrcatus)中纯化的一种新型漆酶POXA1中含有1个Cu原了，2个Zn原子和1个Fc原子，由于缺少TICu,在610nm处没有吸收峰，酶蛋口呈口色。在不同种真菌漆酶分子中，-与Cu原子和连的1个Cys和10个His及其周用的氨基酸配基则是和对保守的，这些氨基酸都分布在含有两对His的N末端区域，或是分布于C末端的Cys和具余结合铜原子的His之间。Cu离子构成了漆酶的活性中心，在漆酶催化氧化过程中起决定性作用，如果除去Cu离子，漆酶将失去催化功能。1.3aTICu结合位点T

8、ICu形成单核中心接受来自底物的电子转移，具有典型的蓝铜谱带，紫外可见光谱上600nm处有吸收峰，它是底物反应场所，把来自底物的电子传递三核中心铜原子上。TICu以Cu2+形式存在，在所有的漆酗屮都与两个His的N原子和一个Cys的S原子配位结合，形成扭曲的四面体结构。有些多