真菌漆酶基因研究进展

漆酶是一种含铜的多酚氧化酶,也是木质素生物合成的关键酶之一,目前已发现多种生物能产生漆酶,包括植物、真菌、昆虫、细菌等。其中,以真菌中的白腐菌研究最多。近年来,由于漆酶在生物漂白、农作物秸秆利用以及环境垃圾处理方面具有广阔的应用前景,漆酶研究越来越受到国际上的重视。同时,随着分子生物学相关技术的发展,漆酶研究已深入基因水平,已有多种漆酶基因获得克隆,一些漆酶基因也实现了异源表达。本文概述了真菌漆酶基因研究的最新进展。     

漆酶及其应用的研究进展

漆酶是一种含铜的多酚氧化酶,白腐真菌普遍能分泌该酶.有氧条件下,漆酶能催化多种高分子化合物降解,利用该性质漆酶已经广泛应用于生物制浆、污染物生物降解、生物漂白等领域.介绍了目前漆酶在农业和工业各个领域中的应用.     

多环芳烃的真菌漆酶转化及污染土壤修复技术

漆酶可以转化多种有机污染物,在环境保护领域具有广泛的应用潜力。二十年来,通过多学科协同研究,对真菌漆酶转化多环芳烃的机制、特征等各方面的认识不断深入。基于漆酶等真菌木质素分解酶的污染土壤修复技术不断发展,并逐渐走向田间应用。本文首先介绍了真菌漆酶的一般作用机制与多环芳烃转化特征,结合我们的相关研究提出了漆酶作用下多环芳烃在土壤中的迁移模式;其次介绍了利用漆酶氧化原理修复污染农田土壤的潜力,着重对利用农业废弃物进行真菌生物刺激的修复实践进行了评述;最后,就漆酶转化多环芳烃基础研究中的若干重要问题进行了思考,并展望了真菌及其漆酶系统在污染土壤修复应用中的发展方向。     

影响真菌漆酶表达及其活性的因素

丝状真菌同一菌株中存在动力学、理化特性各异的多个漆酶同工酶。金属离子,碳、氮等培养基成分,培养条件,以及异生物质、热休克处理和共培养的菌株等多种生物和非生物的因素对真菌漆酶同工酶表现出选择性诱导效应。影响真菌漆酶表达及其调控因素的研究能指导漆酶的选择性合成,以满足不同的应用需求。主要阐述影响真菌漆酶表达及其活性的因素的相关研究进展。     

灵芝(Ganoderma lucidum)漆酶基因的克隆及其序列分析

漆酶(laccase EC1·10·3·2)是一种含Cu的多酚氧化酶,自从1883年日本学者吉田首次从漆树汁液中发现以来,漆酶特别是真菌漆酶一直是生物学、化学和环境科学等领域十分活跃的研究热点,在纸浆的生物漂白[1,2],有毒污染物的降解[3~5]等方面有较大的应用价值.根据其来源主要分为漆树漆酶和真菌漆酶两大类,由一个结构相似的基因家族所编码,目前,至少有40个以上的真菌漆酶基因被克隆和测序[6~9],最近也有从细菌中克隆到漆酶基因的报道[10~12].我国幅员辽阔,具有十分丰富的真菌资源,但是我国对漆酶的研究与发达国家相比还十分落后,对于漆酶基因资…     

漆酶可降解底物种类的研究进展

漆酶是一种含铜离子的多酚氧化酶,广泛存在于植物及真菌中。漆酶含特有的铜离子,其功能为传递结构中的电子,使漆酶具有了较强的氧化还原能力,能与木质素、胺类化合物、芳香化合物等底物发生作用,且大多数反应的唯一产物为水。目前,漆酶在降解多种有毒物质和有害污染物方面表现出高效、成本较低的特性,如白腐真菌所产的高水平漆酶已广泛成熟应用在工业废水处理等生物整治和修复领域。近年来最新研究利用载体固定化酶的技术使漆酶能够在使用后回收反复利用且更具有稳定性,这降低成本的同时还保持了漆酶催化氧化的特性,克服了不少漆酶在解决环境污染中出现的问题。利用介体的介导作用解决了漆酶氧化还原电势较低的问题,大量增多了可降解底物的种类,使其在废水处理、污染物降解、土壤修复、工业染料漂白等领域的应用前景更广阔。对现有漆酶应用于各领域进行研究总结,综述了降解各领域中的有害污染物等底物种类,提出了利用漆酶的降解过程中的现有不足和改进方向,以期为生物法降解环境污染物的研究提供参考。     

海藻糖的生物合成与分解途经及其生物学功能

海藻糖是一类在干旱、低温、热击或脱水等逆境环境下具有独特抗逆保护作用的二糖,广泛分布于藻类、细菌、真菌和动植物体内。近年来,随着对海藻糖研究的深入,海藻糖已经被广泛应用到食品、医药、化妆品和分子生物学研究等领域。该文简述了海藻糖在生物体内的代谢途径、生物学功能和研究进展,并对灭蚊真菌Pythiumsp.GY1938菌株海藻糖代谢酶基因的研究前景加以展望。     

毛栓菌产漆酶

<正>漆酶是一种环境友好型酶类,其催化底物单电子氧化形成自由基,同时将分子氧还原形成水,产生的自由基则耦合成二聚体或低聚物。漆酶可催化氧化多种底物,如酚类及其衍生物、芳胺及其衍生物、羟酸及其衍生物、一些金属有机化合物和甾类激素、生物色素等,在环境保护与修复、造纸工业、有机合成、食品工业、生物监测等领域有着广泛的应用前景。例如在染料脱色方面,以白腐真菌为主的一组丝状真菌对染料的降解脱色在近二十年来成为染料生物脱色研究的热点和主流。尽管漆酶在自然界中分布广泛,但     

真菌漆酶及其介体系统：来源、机理与应用

漆酶是一类含铜氧化酶,广泛分布于植物、真菌、细菌、昆虫中,它们能够高效催化芳香族和非芳香族化合物氧化降解,并最终将分子氧还原为水作为副产物。一些小分子介体能够进一步提高漆酶的降解底物范围、催化效率和稳定性。它们与漆酶构成漆酶/介体系统（laccase mediator systems, LMS）,能够更有效地降解非酚类、多环芳烃类等难降解化合物,在造纸制浆与漂白、染料脱色、环境脱毒等领域有着巨大的应用前景,成为近年来的研究热点之一。对漆酶的来源与功能、真菌漆酶结构与反应机理、介体类型与作用机理、LMS的应用进行了综述,以期为漆酶的应用研究提供参考。     

真核生物来源漆酶的异源表达研究进展

漆酶属于多铜氧化酶家族中的一种,广泛存在于昆虫、植物、真菌和细菌中。由于其作用的底物范围较广,因此在纺织、制浆、食品以及木质素的降解等方面有广阔的应用前景。但是自然界中的漆酶存在表达量和酶活低、高温易失活等问题,限制了它的应用。对漆酶进行大量高效的异源表达,是解决这一问题的有效途径。近年来,越来越多不同来源的漆酶基因被克隆,并在不同宿主中异源表达。但这些大多局限于实验室研究,还未达到工业化生产的水平。笔者对真核生物来源漆酶的异源表达研究进展进行综述,重点介绍了真核生物来源的漆酶在不同表达系统中的异源表达情况以及在酵母细胞中表达漆酶时提高表达量和酶活性能的方法,以期为研究者们提供参考。     

真菌漆酶及其应用

漆酶是一种含铜多酚氧化酶,在白腐菌中普遍存在,少数低等真菌和植物中也产生,多为分泌型糖蛋白。至少20种漆酶得到了分离和纯化。该酶是一种氨基酸残基在500个左右的单体酶,一般都为酸性蛋白,含有4个铜离子,形成3个活性区域;表面一些氨基酸被不同程度地糖基化。晶体结构和其它一些波谱学研究解释了其空间结构和可能的电子传递机制。运用PCR技术和cDNA文库技术,越来越多的漆酶基因被克隆,许多来源的基因都是以家族形式存在于染色体上的。已研究的漆酶基因中都含有10个左右的内含子,这些内含子在活性域位置上有比较高的保守性。一些特殊序列的存在与否决定了该酶的表达形式-诱导型或组成型,诱导型菌株的调控序列中含有一段受酚类化合物作用的序列,而不含有该序列的酶基因则都是组成型表达的。漆酶在S.cerevisiae、Trichodermareesei、A.oryzaeTATAamylase和Pichiapasti等异源表达系统中有成功表达的报道。漆酶的应用集中在以下几方面:漆酶参与的有机合成;生物检测;有毒化合物的消除;工业废水处理;纸浆的生物漂白;等等。     

木质纤维素原料中漆酶天然介体的研究进展

漆酶作为一种多功能金属氧化酶,被认为是未来工业生物催化中"可持续环境友好过程生物技术的工具"。但是由于典型漆酶催化体系中合成介体存在价格昂贵且有毒等问题而一直未能实现工业化。从木质素小分子前体物质或者中间体及降解产物中寻找稳定、高效、低毒和价廉的天然介体成为当前的研究热点和重点。本文从漆酶介体的类型与催化机理、木质纤维素原料炼制中间产物(如汽爆秸秆水洗液、造纸黑液、木质纤维素生物降解产物等)中天然介体的种类与分离等方面,论述从木质纤维素原料降解产物中分离漆酶天然介体并进行应用的可行性,为挖掘高反应活性的漆酶天然催化介体,构建漆酶多介体连续催化体系,实现木质纤维素原料降解产物的定向高值利用奠定基础。     

Demonstration of Laccase in the White Rot Basidiomycete Phanerochaete chrysosporium BKM-F1767

It has been widely reported that the white rot basidiomycete Phanerochaete chrysosporium, unlike most other white rot fungi, does not produce laccase, an enzyme implicated in lignin biodegradation. Our results showed that P. chrysosporium BKM-F1767 produces extracellular laccase in a defined culture medium containing cellulose (10 g/liter) and either 2.4 or 24 mM ammonium tartrate. Laccase activity was demonstrated in the concentrated extracellular culture fluids of this organism as determined by a laccase plate assay as well as a spectrophotometric assay with ABTS [2,2(prm1)-azinobis(3-ethylbenzathiazoline-6-sulfonic acid)] as the substrate. Laccase activity was observed even after addition of excess catalase to the extracellular culture fluid to destroy the endogenously produced hydrogen peroxide, indicating that the observed activity is not due to a peroxidase. Sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel electrophoresis followed by activity staining with ABTS revealed the presence of a laccase band with an estimated M(infr) of 46,500.     

灰树花漆酶酶学性质的初步研究

漆酶是一种具有广泛应用前景的多功能酶,但能否大规模工业化生产成了制约其应用开发的主要瓶颈之一。担子菌类真菌是分泌漆酶的主要来源之一,灰树花隶属于担子菌,但有关其分泌漆酶的研究鲜有报道。本文初步探讨了pH值、温度及不同阴、阳离子等因素对灰树花孢外漆酶酶学特性的影响,结果表明灰树花孢外漆酶最适反应pH值为2.2,最适反应温度65℃,且反应体系中缓冲液的组成也会影响灰树花漆酶的活性。灰树花漆酶具有较强的热稳定性,但反应体系中若存在卤族离子则会强烈抑制灰树花漆酶的活性。本研究为今后开发利用灰树花漆酶提供了借鉴。     

A simple assay for measuring cellobiose dehydrogenase activity in the presence of laccase.

The commonly used assay for measuring cellobiose dehydrogenase (CDH) activity, based on the reduction of dichlorophenol-indophenol (DCIP), has been adapted to measure this enzyme activity in the presence of laccase, which is often formed concurrently with CDH by a number of fungi. Laccase interferes with the assay by rapidly reoxidizing the reduced form of DCIP and can mask CDH activity completely. It can be conveniently and completely inhibited by 4 mM fluoride in the assay, while CDH activity is only slightly affected by the addition of this inhibitor. The modified assay enables the detection of low CDH activities even in the presence of very high excesses of laccase. It should be useful for screening culture supernatants of wood-degrading fungi for CDH since the assay is rapid and uses inexpensive and nontoxic reagents. Furthermore, it might be used for the detection of other enzyme activities which are assayed by following the reduction of quinones or analogue compounds such as DCIP.     

Immobilization of Laccase by Alginate–Chitosan Microcapsules and its Use in Dye Decolorization

Laccase is a ligninolytic enzyme that is widespread in white-rot fungi. Alginate–chitosan microcapsules prepared by an emulsification–internal gelation technique were used to immobilize laccase. Parameters of the immobilization process were optimized. Under the optimal immobilization conditions (2% sodium alginate, 2% CaCl₂, 0.3% chitosan and 1:8 ratio by volume of enzyme to alginate), the loading efficiency and immobilized yield of immobilized laccase were 88.12% and 46.93%, respectively. Laccase stability was increased after immobilization. Both the free and immobilized laccase alone showed a very low decolorization efficiency when Alizarin Red was selected for dye decolorization test. When 0.1 mM 2,2′-azino-bis-(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid) (ABTS) was added into the decolorization system, the decolorization efficiency increased significantly. Immobilized laccase retained 35.73% activity after three reaction cycles. The result demonstrated that immobilized laccase has potential application in dyestuff treatment.     

Role of laccase in lignin degradation by white-rot fungi

Abstract Laccase is commonly found in white-rot fungi and catalyses the abstraction of one electron from the phenolic hydroxyl group to polymerize or depolymerize lignin model compounds. Laccase degrades both β-1 and β-O-4 dimers via C _α - C _β cleavage, C _α oxidation and alkyl-aryl cleavage. Also, aromatic ring cleavage may be detected following the action of laccase. Laccase can also oxidize non-phenolic compounds when primary mediators, such as 2,2'-azinobis(3-ethylbenzthiazoline-6-sulfonate), are co-present. Laccase produces Mn(III) chelates which allow wood-decaying enzymes to penetrate wood cell walls. Laccase is considered to be capable of degrading lignin together with lignin peroxidase and manganese peroxidase.     

Enhanced production of laccase in Trametes vesicolor by the addition of ethanol

In a medium containing 40 g ethanol l^–1, laccase production by Trametes versicolor was 2.6 unit per ml of the supernatant, which was over 20 times higher than that without ethanol. Laccase activity with ethanol was quite comparable to that with the well-known inducers such as veratryl alcohol, xylidine and guaiacol. With other white-rot fungi, Coriolus hirsutus and Grifola frondosa, ethanol had a similar stimulatory effect on laccase production.