真菌漆酶在绿色化学中的研究进展

漆酶主要是由真菌分泌的一类胞外多铜氧化酶,因其具备多功能特性而被广泛地应用于绿色环境化学。漆酶能够以分子氧作为电子接受体,催化氧化多种酚类和非酚类底物形成自由基中间体,随后这些自由基中间体涉及到氧化耦合或键断裂,最终导致底物发生氧化、分解或聚合反应。目前,主要采用包埋、吸附、共价绑定和交联结合等方法制备固定化漆酶,以增强漆酶在实际环境中的催化活性、稳定性和循环再利用功效。概述了真菌漆酶的分子组成、结构特性及其催化氧化不同底物的作用机理,系统地比较了漆酶的固定化技术及其利弊,重点阐述了漆酶在有机污染物去除、合成染料脱色、造纸废水、食品加工、生物传感器和环境质量指示器等领域的研究进展,旨在为拓展和开发真菌漆酶在绿色环境化学中的多功能应用提供新的理论依据和指导思想。     

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。     

漆酶的来源及固定化漆酶载体研究进展

漆酶是一种多酚氧化酶,可催化氧化多种难降解有机污染物,在环境污染防治领域具有良好的应用前景。总结了植物漆酶、动物漆酶以及微生物漆酶的研究现状,详细讨论了漆酶固定化载体的研究进展,进一步指出了目前漆酶研究存在的问题,并提出未来的研究方向,旨在为漆酶的开发与应用研究提供参考。     

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.     

漆酶的固定化及其在生物传感器方面的应用

漆酶是一类含铜的多酚氧化酶,它能够催化许多酚类和非酚类物质的氧化.固定化漆酶能改善漆酶的稳定性,实现酶制剂的重复连续使用,具有重要意义.该文综述了漆酶固定化的各种方法,阐述了漆酶相关活性、机械性能和功能等内容,并对漆酶固定化在生物传感器方面的应用作了介绍.     

白腐真菌Trametes sp. SQ01漆酶的新功能:转化2-羟基-6氧-6-苯基-2,4-己二烯酸

【目的】利用白腐真菌Trametes sp.SQ01漆酶转化2-羟基-6氧-6-苯基-2,4-己二烯酸(HOPDAs),可以帮助我们进一步了解漆酶新的催化特性及解决多氯联苯降解过程中HOPDAs的积累问题。【方法】利用紫外可见光谱分析法,研究了漆酶对8种不同取代基的HOPDAs的转化情况,并对漆酶的稳态动力学参数进行了测定。【结果】漆酶可以在没有任何中介物的条件下催化HOPDAs,并生成无色的物质,尤其是漆酶可以催化3,8,11-3Cl HOPDA,而这一物质几乎不能被BphD和Rhodococcus sp.R04转化。稳态动力学分析表明,在5种HOPDAs中,10-Cl HOPDA是漆酶的最适底物,其Km与HOPDA和8-Cl HOPDA相近。尽管3,10-2F HOPDA并不是漆酶的最适底物(Km=17.02μmol/L),但是它的转化效率(kcat/Km)是最高的。【结论】漆酶可以有效转化多种HOPDAs,这为多氯联苯的降解提供一种新的思路。     

偏肿拟栓菌 Pseudotrametes gibbosa 产漆酶的条件优化

漆酶是一类含铜的多酚氧化酶,广泛存在于真菌,尤其是白腐真菌(Thurston 1994),是重要的产漆酶菌.由于漆酶能够催化许多芳香族化合物和广泛的作用底物,具有很大的实际应用价值.     

漆酶及其应用

结合当今该领域的最新研究进展,综述了漆酶来源、结构、作用机制、介体系统及其在水相和非水相中的应用,以期为漆酶催化性能的进一步研究提供一定的借鉴和参考.     

一种pH稳定的黄色漆酶的快速纯化和性质特征

通过丙酮沉淀和 DEAE- cellulose DE52 柱层析, 快速、有效地从一株白腐菌 Trametes sp. SQ01 的发酵液中纯化了漆酶。纯化的漆酶并非传统漆酶那样呈现蓝色, 而是一种黄色蛋白。以 ABTS 为底物时, 该酶的最适 pH 和温度分别是 pH 4.5 和 70°C, Km 为 0.029 mmol/L。T. SQ01 漆酶在 pH 3.0~11.0时, 酶活相对稳定, 在 pH 5.0 时最为稳定, 是目前报道的 pH 稳定性最好的漆酶。低浓度的金属离子(1 mmol/L) Cu2+、Mg2+ 、Ca2+ 和Co2+ 对漆酶有促进作用, 而高浓度(5 mmol/L)的Co2+、Zn2+、 Mn2+、Mg2+ 却抑制漆酶酶活。SDS 对该酶有激活作用, 当其浓度为1 mmol/L时, 漆酶相对酶活达到128%。DTT对漆酶强烈抑制, 即使是浓度为1 mmol/L, 亦可完全抑制漆酶酶活。纯化后的漆酶对亮蓝(RBBR) (100 mg/L)的脱色能力显著, 0.5 U/mL 的漆酶在 10 min内即可达到 80%的脱色率。T. sp. SQ01 漆酶的快速纯化以及高效脱色的能力表明该酶在染料脱色降解方面有着广阔的应用前景。     

漆酶介导生物体内酚类氧化偶联的基本原理及其在绿色合成中的应用

漆酶(Laccase,p-diphenol dioxygen oxidoreductases,EC 1.10.3.2)是一类包含三核铜簇位点的多酚氧化还原酶,广泛存在于细菌、真菌、高等植物和昆虫体内。该类酶不仅能够促进生态系统中高分子木质素和腐殖质聚合物的生物分解,还可以催化有机体内单酚和多酚类化合物参与黑色素、木质素、黄酮类和角质层等功能酚聚合物的生物合成。漆酶介导有机物的分解代谢和合成代谢机制有益于生态环境中碳循环和生物形态发生变化。在生物体内,漆酶催化天然酚类单电子氧化形成苯氧活性自由基或醌类中间体,随后这些活性中间体发生自我偶联或交叉偶联反应,生成多种结构复杂的大分子C-C、C-O-C或C-N-C功能聚合产物。因此,通过人工模拟漆酶催化生物体内的绿色合成代谢机理和路径,合理设计和定向改造漆酶在生物体外催化酚类底物偶联形成大分子功能聚合产物的结构和特性,有望为拓展和研发漆酶在绿色合成化学中的多功能应用提供丰富的参考价值和新颖的见解思路。     

漆酶介体催化的研究进展

漆酶是一种含铜多酚氧化酶,可催化氧化酚型底物,不能氧化降解非酚型结构单元,但介体的加入可实现漆酶与非酚类底物间的电子传递,实现漆酶对非酚型底物的最终氧化。文章综述漆酶介体催化常用介体及其研究进展,并针对合成介体有毒价高、天然介体提取纯化复杂的特点,提出一种新型介体——木质素降解产物中的漆酶介体。     

酪氨酸酶、漆酶和谷氨酰胺转氨酶催化交联蛋白质的比较分析

蛋白质交联在食品加工、组织工程、酶工程和药物传递等领域具有广泛用途。以酪蛋白和牛血清白蛋白(BSA)为模式蛋白,考察酪氨酸酶、漆酶和谷氨酰胺转氨酶催化蛋白质交联的底物特异性及交联规律,揭示酶对底物蛋白质结构及反应条件的要求。采用十二烷基磺酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)分析酶催化蛋白质交联规律,激光粒度分布仪测量交联产物粒径。结果表明：酪氨酸酶、漆酶和谷氨酰胺转氨酶对底物的特异性有共同特征,即均可以催化结构松散的蛋白质分子(酪蛋白)交联,但不能催化结构紧密的蛋白质分子(BSA)交联;还原剂二硫苏糖醇(DTT)的加入能促进酶催化BSA交联反应;DTT对酪氨酸酶和谷氨酰胺转氨酶催化酪蛋白交联无影响,但抑制漆酶对酪蛋白的交联。     

最新专利文摘

CN102020347A一种酶催化去除废水中苯酚的方法本发明公开了一种酶催化去除废水中苯酚的方法,主要利用生物表面活性剂二鼠李糖脂促进漆酶催化,即先将二鼠李糖脂和漆酶加入到含有苯酚的废水中,并将废水的pH调节到4~7,液体温度控制为25~     

漆酶的结构、功能及其应用

综述漆酶在自然界的分布、化学组成、结构特征、催化氧化作用和生物学功能。介绍漆酶在化学、医学、环境、食品和造纸等方面的应用。     

黑木耳漆酶纯化及部分漆酶特性的研究

黑木耳漆酶研究可为漆酶的进一步分离纯化、基因克隆表达和大规模生产应用奠定基础。对黑木耳"黑29"菌株漆酶粗酶液进行硫酸铵分级沉淀后,通过Native SDS-PAGE电泳检测,存在3种漆酶LacA、LacB、LacC,分子量分别为60,34,19 kD。经硫酸铵分级沉淀和DEAE-Sephacel柱层析技术分离得一纯化成分LacC,纯化倍数7.60,酶活性回收4.28%。对LacC的pH、温度、金属离子和Km值等部分酶学性质进行研究发现,该酶氧化ABTS的Km值为1.18×10-6mol/L,催化氧化底物ABTS的最适pH为3.8,在pH 3.0~4.6表现出较强的稳定性;最适反应温度为55℃,低于50℃时有较好的热稳定性;金属离子Ag+对漆酶有激活作用,而Fe3+、Mn2+、Co2+则有抑制作用。     

两种食用菌漆酶基因克隆及表达分析

漆酶在食用菌生长过程中具有降解木质素、影响子实体形成等重要生理功能,而营养条件会显著影响酶的形成。本研究克隆了杏鲍菇和松杉灵芝部分漆酶基因,比较分析了不同营养条件对漆酶基因表达量及胞外酶活的影响。结果表明,两种食用菌漆酶基因序列差异较大,蛋白同源性低;杏鲍菇在高N低C、高无机盐、完全培养基中胞外漆酶酶活较高,而在转录水平基因表达量高低分别为低N、完全、高N低C培养基;加入有机碳如蔗渣在促进松杉灵芝漆酶基因的转录同时可提高胞外酶活,同时Cu2+可诱导漆酶的分泌,但无诱导漆酶转录作用。C、N比例的调整对2种食用菌漆酶基因的表达与胞外酶活影响具有明显差异,高氮源可促进菌株漆酶的分泌。该结果为进一步探讨漆酶基因调控机制及其生物学功能提供理论基础,同时为改变营养条件提高食用菌胞外漆酶酶活,加强食用菌胞外漆酶的应用提供理论依据。     

漆酶空间结构、反应机理及应用

漆酶 (EC 1.10.3.2) 属于多铜氧化酶家族,可以催化氧化酚类和芳香类化合物,利用自由基反应机理完成4个电子的转移,并将分子氧还原成水。漆酶具有非常保守的拓扑学结构,结合作者自身工作实践,对漆酶结构与功能的最新研究进展进行综述,其中对漆酶的三维结构、活性中心、催化机理研究和最新的应用进展作重点阐述。     

壳聚糖固定化真菌漆酶及其用于处理酚类污染物的研究

Trametessp. AH282在液体培养条件下经邻甲苯胺诱导能有效合成漆酶同工酶A。以壳聚糖为载体,戊二醛为交联剂进行了漆酶A的固定化研究,确定酶固定化适宜条件为：0.1g壳聚糖与15 mL 5%戊二醛交联8 h后,加入30.0U酶固定12h。在此条件下获得的固定化漆酶催化能力为176.4U/g载体,酶活回收率58.5%。与游离酶相比,固定化漆酶与作用底物愈创木酚的亲和力降低,但固定化酶的稳定性有明显改善。固定化漆酶的最适温度为55℃,比游离酶提高5℃;70℃条件下保温8 h,固定化酶保留酶活56.5%,而在相同条件下游离酶酶活明显下降。使用固定化漆酶反应装置进行酚类化合物转化实验,连续进行12批次操作,固定化酶酶活仍保持60%以上,漆酶使用效率明显提高。     

生物酶催化聚合的研究进展

酶催化聚合反应是近年来的研究热点之一,氧化还原酶是应用广泛的一类催化聚合酶。概括总结了近年来酶促聚合反应的研究进展,重点叙述了辣根过氧化物酶(HRP)、大豆过氧化物酶(SBP)和漆酶(laccase)的结构、催化机理以及它们在酶催化聚合中的应用概况。     

真菌漆酶的性质、生产及应用研究进展

作为一种含铜的多酚氧化酶,真菌漆酶比细菌漆酶、植物漆酶等具有更好的热稳定性、金属离子耐受性及更高的底物催化氧化性,在工农业及环境领域的应用中得到了较高的关注。目前普遍认为,限制漆酶广泛应用的因素在于漆酶的生产规模、成本与性质。真菌漆酶的生产模式包括固态发酵和液体发酵,工业生产基本以液体发酵为主。除了在染料脱色、染织废水处理、纸浆漂白等过程中的应用,最新的研究不断拓展了漆酶新的用途,对近年来真菌漆酶的发酵生产、酶学性质及应用研究中的最新结果进行了概述。