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1、白腐菌漆酶降解染料的研究進(jìn)展摘要：染料是一種重要的環(huán)境污染物，可通過食物鏈直接或間接影響人們的身體健康。本文概述瞭近年來白腐真菌漆酶對(duì)染料降解的研究進(jìn)展，重點(diǎn)介紹瞭漆酶性質(zhì)和來源、漆酶作用機(jī)理、漆酶對(duì)染料的降解特性，並指出其中存在的問題關(guān)鍵詞：漆酶；染料；降解；白腐菌中圖分類號(hào)：Q939.98文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A染料廢水主要來自於紡織印染工業(yè)和染料生產(chǎn)行業(yè)。隨著染料生產(chǎn)與印染工業(yè)的發(fā)展，其生產(chǎn)廢水已成為當(dāng)前最主要的水體污染源之一。目前世界染料年產(chǎn)量約為8x105-9x105t，我料年產(chǎn)量達(dá)1.5x105t，位居世界前列，在染料的生產(chǎn)和使用中約有10%?15%的染料隨廢水排入環(huán)境
2、，嚴(yán)重地破壞瞭水生生態(tài)系統(tǒng)，因此亟待尋找高效環(huán)保的降解染料或處理染料廢水的方法。大量的研究報(bào)道表明，白腐菌對(duì)染料具有很強(qiáng)的脫色作用，其脫色機(jī)制，除開一小部分為吸附脫色外，大多數(shù)是通過木質(zhì)素降解酶系對(duì)染料的降解。由於白腐菌生長緩慢，受外部環(huán)境影響較大，因此科研工作者試圖使用白腐菌的降解酶系來直接處理染料廢水。在白腐菌的降解酶系中，木質(zhì)素過氧化物酶和鑑酶的催化反應(yīng)需要過氧化氫來啟動(dòng)反應(yīng)，而漆酶是一種氧化還原酶，其作用主要是催化氧化還原反應(yīng)，能把分子氧直接還原為水，在沒有過氧化氫和其它次級(jí)代謝產(chǎn)物存在下，可催化大量的酚類和芳香胺類化合物的氧化。因此，在白腐菌的降解醃系中，漆酶受
3、到更多的關(guān)註1漆酶性質(zhì)和來源漆酶(Laccase,E.C.1.10.3.2)是一類含銅的氧化還原酶，它能催化多種芳香族化合物(特別是酚類化合物)發(fā)生氧化反應(yīng)，而在反應(yīng)中分子氧作為電子受體被還原成水。漆酶廣泛存在於真菌中，分泌漆酶的真菌主要集中於擔(dān)子菌亞門(Basidiomy-cotina)、子囊菌亞門(Ascomyeotina)及半知菌亞門(Deuteromycotina)等高等真菌，其中最主要的是擔(dān)子菌亞門的白腐真菌漆酶一般以單蛋白體的形式存在，其分子量一般在52kDa到110kDa之間，也有些分子量大於110kDao漆酶分子中一般含有四個(gè)銅離子，根據(jù)光譜和磁性特征可將
4、其分成三類型Cu2+和II型Cu2+各一個(gè)，是單電子受體，呈順磁性，可用順磁共振(ESR)測(cè)定；山型Cu2+兩個(gè)，是雙電子受體，反磁性，ESR檢測(cè)不出來不同來源的漆酶具有不同程度的糖基化，糖基化程度在10%-45%之間，一般情況下真菌漆酶的糖基含量要低於植物漆酶。漆酶是一種含銅的糖蛋白，肽鏈一般由500個(gè)左右氨基酸組成。糖組成包括氨基己糖、葡萄糖、甘露糖、半乳糖、巖藻糖和阿拉伯糖等。由於分子中糖基的差異，漆酶的分子量會(huì)隨來源不同有著很大的差異，甚至來源相同的漆酶分子量也不會(huì)完全相同。漆酶蛋白質(zhì)部分一般含有一段大約520?600個(gè)氨基酸單一多肽序列，其中含19種氨基酸：As
5、p,Thr,Glu,Set,Pro,Gly,Ala,Vai,Cys,Met,lie,Leu,Tyr,Gin,Phe,Lys,His,Arg,Tryo漆酶在和銅原子連接的半胱氨酸和10個(gè)組氨酸之中或周圍都有嚴(yán)格的保守氨基酸殘基，任何情況下這些氨基酸都分佈在含有兩對(duì)組氨酸殘基的N■末端區(qū)域，或是分佈於C-末端的半胱氨酸和其餘的組氨酸殘基之間漆酶能催化許多化合物的氧化反應(yīng)，底物比較廣泛，包括許多與對(duì)二酚結(jié)構(gòu)類似的化合物，如氨基苯酚，鄰、對(duì)苯二酚，多陵，另外一些真菌漆酶還能催化木質(zhì)素和甲氧基酚酸的脫甲基反應(yīng)。必須註意的是過氧化物酶和其他一些多酚氧化酶也可以催化類似的反應(yīng)，但這些酶
6、不會(huì)利用分子氧作為第二底物，因此測(cè)定催化反應(yīng)中氧吸收速率可以作為漆酶活性的可靠證據(jù)。漆酶的抑制劑大多是銅離子螯合劑，有鹵化物、半胱氨酸、EDTA和SDS等，離子強(qiáng)度的不同也會(huì)影響酶的活力多數(shù)真菌漆酶的最適反應(yīng)溫度較低，一般在259?509之間，現(xiàn)在也有較耐高溫真菌漆酶的報(bào)道,Marsmiusquercophilus漆酶在75乜條件下半衰期為10mino多數(shù)真菌漆酶的最適反應(yīng)pH在4.0-6.0之間。劉淑珍等研究發(fā)現(xiàn)，一種擔(dān)子菌漆酶最適反應(yīng)pH為2.2?2.8新鮮香菇子實(shí)體漆酶的最適反應(yīng)pH為2.6;劉尚旭等研究的糙皮側(cè)耳Ax3所產(chǎn)漆酶的最適反應(yīng)pH為2.8;杏鮑菇漆酶的最
7、適反應(yīng)pH為3，在pH2.5?4.0時(shí)酶活較大。同一種漆酶的作用底物有所不同，其最適pH也有差異。蝶形斑褶菇（Panaeoluspapilionaceus）漆酶POXB和POXD以ABTS為底物時(shí)的最適反應(yīng)pH均在2.5左右，而以2,6一二甲氧基苯酚為底物時(shí)，最適反應(yīng)pH分別為6.0和7.02漆酶作用機(jī)理漆酶是單電子氧化還原酶，催化不同類型底物氧化反應(yīng)，機(jī)理主要表現(xiàn)在以下兩方面：2.1底物自由基中間體的生成漆酶催化鄰、對(duì)苯二酚（胺）類底物（如氫醞）氧化時(shí)，首先是底物向漆酶轉(zhuǎn)移一個(gè)電子，生成半釀一氧自由基中間體，用ESR監(jiān)測(cè)反應(yīng)
