2022年产漆酶真菌以及漆酶的分析研究.docx

《2022年产漆酶真菌以及漆酶的分析研究.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2022年产漆酶真菌以及漆酶的分析研究.docx（6页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、产漆酶真菌以及漆酶的讨论摘要：漆酶是一种含铜的多酚氧化酶，在细菌、真菌、放线菌、植物中都有报道，但报道最多的为真菌，特别是白腐真菌；漆酶能够降解环境中的木质素，在纸浆漂白、废水处理中意义重大；漆酶通常情形下漆酶含有4个铜原子结合位点，通过电子在这四个铜原子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高校者的目光，至今为止，数十种真菌的漆酶基因已经胜利在酵母等异源表达系统中表达，我们可以预见漆酶在人类将来的生活中将发挥重要作用；关键词：漆酶，白腐真菌，铜原子结合，异源表达现如今，环境污染已严峻影响了人类的生存，造纸厂、纺织厂排出的废水 就是重要的污染源之一；木质素是使废水颜色发黑

2、的主要缘由1，如果在工厂排出废水前先将木质素出去，将会大大降低废水的毒性；木质素是由聚合的芳 香醇构成的一类物质，存在于木质组织中，是世界上仅次于纤维素的其次位最 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抗击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 1.351.50 之间，特别坚硬，难溶于各种无机或有机溶剂 2；木质素属自然芳香族高分子聚合物，是一类在自然界存在量很大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，它仍和半纤维素以共价键形式结合，将纤维素分子包 埋在其

3、中，形成一种自然屏障，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 3；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讨论说明，在自然界中，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4，某些真菌能够有效的降解木质素，特别是白腐真菌 和锰依靠过氧化物酶 EC1.11.1.14 ManganesePeroxidase简,一类是利用 O2作为电子受体的多酚氧化酶类，这类酶称为漆酶EC称MnP；另1.10.3.2laccase,简称Lac；以上三种酶各自代表一系列同工酶；木质素过氧化物酶和锰依靠过氧化物酶都是含亚铁血红素的

4、糖蛋白，木质素过氧化物酶分子量大约为 40 kD，锰依靠过氧化物酶的分子量一般在 3862.5 kD 之间，它们的血红素辅基埋在蛋白质内构成活性中心 锰依靠过氧化物酶的活性中心尚需一个Mn 2+和两个起稳固结构作用的 Ca2+；漆酶就是一种以 O2作电子受体的含有 4个铜离子的氧化酶，分子量在 6080 kD 之间；2 漆酶催化氧化底物的基理漆酶最早由一名日本人发觉，它并非只存在于微生物界，在细菌、植物中 也有报道 5；漆酶是一种含铜的多酚氧化酶6，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有机化合物，且副产物只有水，被誉为“绿色酶”；漆酶一般以单体存在，极少情形下会有同源或异源二聚

5、体，以及同源四聚 体；通常情形下漆酶含有 4个铜原子结合位点，依据其光谱和磁性特点可将其分为三类，型 Cu2+一个，呈蓝色，在紫外可见光谱 614 nm处有特点吸取，型2Cu2+一个，非蓝色，没有特点吸取光谱，型 Cu 4+两个，是耦合的离子对，在紫外可见光谱 330 nm处有较宽的吸取带；在三类铜原子中，前两种是单电子受体，顺磁性，可用顺磁共振测定，型Cu24+是反磁性，无法用顺次共振检测；型Cu2+中心相对独立，并且都与两个组氨酸 His ）的 N 和一个半胱氨酸Cys）的S 配位，形成扭曲的四周体结构，其中共价键Cu-S 3+，并失去一分子水，型 Cu+ 和型 Cu22+ 由一价变成二价

6、；型 Cu+ 再氧化很慢，氧中间体始终与型 Cu22+ 相连，当它从型 Cu+ 接受第四个电子仍原为水时才脱离型4+Cu2，这时四个铜离子都是二价，漆酶呈氧化态；这样，通过四个铜离子的协同作用，传递电子，同时发生价态变化，实现漆酶对底物的催化氧化；3 漆酶的异源表达虽然漆酶的潜在应用价值很广 8，比如在纸张漂白、生物修复、染料脱色、果汁与酒的澄清和纺织品的清洁等，但是由于产量低，价格昂贵，漆酶的工业应用受到很大的限制；漆酶属于真菌的其次产物，仅在外界环境恶劣的情形下才会诱导产生，因此仅凭野生菌生产的漆酶远远无法满意需求；异源表达漆酶基因是个有效的方法，目前已有多种蛋白通过异源表达的方法投入工业

7、生产， 比如青霉素、蔗糖酶、几种生长激素等；漆酶异源表达的前提是将其基因克隆出来910 ，1988年Frohman等首次利用快速扩增 cDNA技术从白腐菌 P. ostreatus中克隆到漆酶 poxI基因，后来的学者多用RT- PCR技术来获得漆酶基因；也有学者先建立菌种的cDNA 文库，然后以已知的漆酶基因做探针进行挑选；仍有人利用漆酶铜原子结合位点的保守性，设计引物克隆漆酶基因；到现在， 30种不同来源的漆酶基因已被克隆和测序；酵母表达系统是目前讨论的较为透彻的表达系统，它易于进行分子遗传操作，能够对重组蛋白进行翻译后的加工修饰和分泌表达，具备完善的发酵方法，重组蛋白表达量高，自身满意安

8、全需要，已胜利生产了多种重组蛋白；酵母也成为重组漆酶的主要表达宿主， Trametes sanguinea、Trametes versicolor、 MelanocarpusAlbomyces、M. thermophila、Pleurotus ostreatus、TrametesVersicolor等产漆酶的菌株的重组基因均被报道在酵母S. cerevisiae中表达；外源漆酶基因在酵母中表达会受许多因素影响，如启动子、信号肽、漆酶基因、表达菌株型号和发酵条件等；有报道说明在S. cerevisiae中表达漆酶时采纳诱导型启动子比组成型启动子能获得更高的表达量，采纳因子信号肽一般比漆酶本地信号

9、肽得到更好的表达成效；另外，发酵方式、温度、pH值等对表达影响很大；其次，丝状真菌表达系统是另一种用于生产重组蛋白质产品的工具，其优势在于其具有分泌大量胞外蛋白质的才能；目前，真菌漆酶已在黑曲 霉A. niger、构巢曲霉 A. nidulans、M 曲霉A. oryzae、里氏木霉 T. reesei中进行了异源表达的讨论，最高表达量可达7000 U /L；但与酵母表达系统相 比，酶活相对较低，为了提高漆酶的表达量，讨论者对丝状真菌表达系统进行 了改进，比如挑选来源于丝状真菌自身的强启动子构建表达载体，通过构建融 合蛋白提高漆酶的分泌水平，或抑制丝状真菌自身的蛋白酶系统，以降低对异 源漆酶蛋

10、白的水解等等；4 结论生物降解木质素是一种趋势，利用生物方法漂白纸浆、处理废水、去除木质素不仅污染小，而且使用效率高，能耗低，虽然其效率受诸多因素的影响，随着科技的进展，人类对木质素降解机制的熟悉越来越清晰，我们有理由信任， 漆酶的讨论和应用将取得重大进步；参考文献1 Deepak Pant AE Alok Adholeya.Concentration of fungal ligninolytic enzymes by ultrafiltrationand their use in distillery effluent decolorizationJ.World J Microbiol Bi

11、otechnol ,2021, 25:17931800.2 王红. 论白腐真菌产木质素降解酶在环境治理中的应用J.现代商贸工业 , 2021,7 :297-298.3 王华,刘小刚,罗华,杨光.木质素降解菌挑选及葡萄枝条木质素降解讨论J. 西北农业学报 ,2021 ,18 5 :302-305.4 张力,韩大勇 . 白腐真菌木质素降解酶系讨论进展J.中国牧业通讯， 2021， 23：6-8.5 曾涛,陈汉清 ,曾会.木质素酶及其生产菌的挑选育种 J. 基因组学与应用生物学， 2021,283, 578-582.6 宋安东 ,王艳婕 ,王松江 ,戚元成 ,吴坤.漆酶的分子生物学讨论及其应用J. 信阳师范学院学报 , 2004,172:244-248.7 胡平平 ,付时雨 .漆酶催化活性中心结构及其特性讨论进展J.林产化学与工业, 2001，21: 79-84.6 李阳 ,蒋国翔 ,牛军峰 ,王颖 ,呼丽娟 .漆酶催化氧化水中有机污染物. 化学进展 , 2021,2110:2028-2036.9 左斌,王海斌,葛俊. 真菌漆酶基因讨论进展 .微生物学免疫学进展 ,2021, 371:72-76.10 刘志明,郭丽琼,林俊芳. 真菌漆酶异源表达讨论进展 J. 中国生物工程杂志 , 2021, 29 6 : 135-142.