真菌漆酶的研究进展及其应用前景
真菌漆酶工程及其在有机合成中的应用
真菌漆酶工程及其在有机合成中的应用摘要：漆酶是一种含铜的多酚氧化酶，广泛存在于真菌，高等植物及细菌中。
由于漆酶反应条件温和并具有广泛的专一性，被认为理想的绿色催化剂。
综述通过合理设计和定向改造真菌漆酶及漆酶工程并运用于有机合成领域的研究。
关键词：漆酶催化剂有机合成中图分类号：q554.9 文献标识码：a 文章编号：1007-3973（2013）003-078-03漆酶是一种含铜的蛋白酶，通过夺取底物一个电子能够催化酚类、多酚类和苯胺氧化，通过电子传递将氧气还原成水。
漆酶和漆酶介质体系在生物修复、纸浆漂白、纺织品生物整理和生物燃料电池等方面都有潜在的应用。
值得注意的是，漆酶具有在官能团的氧化与将异源分子连接到新的抗生素衍生物之间执行快速精密的转化的功能，或者催化合成复杂天然产物的关键步骤，因此可用于有机合成领域。
1 漆酶的性质1.1 生化特征漆酶是含有四个铜原子并与三个氧化还原位点（t1，t2和t3）相结合的典型单体胞外酶。
t1型cu在氧化还原测试中呈现绿色，与还原性底物的氧化作用有关。
三核簇（含有一个t2型cu和两个t3型cu）与t1位点相距12a，分子氧在此处被还原成水。
在不同的培养条件下，真菌合成漆酶会出现不同的同工酶。
大多数漆酶都是单体蛋白，不同来源的漆酶其分子被不同程度的糖基化，平均分子量在60-70kda，碳水化合物含量在10-20%，这有助于漆酶的高稳定性。
通常与酶通过共价键相连的碳水化合物包括甘露糖，n-乙酰葡糖胺和半乳糖。
氨基酸链含有包括n-末端分泌肽在内大约含有520-550个氨基酸。
1.2 生物学功能与工业应用漆酶生物学功能包括孢子抗病性，色素沉着，选择性的催化木质素降解，腐殖质脱毒过程等。
漆酶具有广泛的底物专一性，因此广泛应用与生物技术中。
在小分子介质存在的情况下，漆酶能显著增强其底物专一性。
通过使用漆酶介体体系可能扩宽漆酶工业应用的范围。
例如，漆酶和漆酶介体体系已经应用于纸浆造纸中的脱木质素和生物漂白，发电站废水处理，纺织和染印工业中纤维素酶学修饰和染料漂白，酶法交联木质素材料生产中密度纤维板等。
白腐真菌漆酶的研究进展及应用前景
Ｃ．ｈｒｏｈｌｍ 漆酶 比一 般 的真 菌漆 酶 具有 更 高 的热稳 定 ｔ ｍｐ ｉｕ ｅ ｉ 性， 并且在 ｐ Ｈ值 ６ ８时反应较适宜 ｌ］ ． “。
表 １ 不 同来 源 漆酶 的分 子 量 、 含糖 量 和含 铜 量
卫由Ｉ １ Ｍ ｏｅ ｕａ ｉ ｈ ．ｓ ｇ ｒ ｏ ｅ ｔａ ｄ Ｃ Ｉ Ｆ ｅ ｎ ｅｌ ｆｌｃ ａ ｅ ｅ ｌｃ ｌｒ ｗｅｇ ｔ ｕ ａ ｍｌａ ｎ ＯＩ ａ ｔｌ ｏ ａ ｅ ｓ ￣ ｔ
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安徽 农 业科 学 。 ａ ｌ ｆ ｎｕ ｇ Ｓｉ２０ ，６４ ：３７—１１ Ｊ ｍａ ｏ Ａ ｈｉ ｎ．ｃ．０８３ （）１１ ｏ Ａ ３９
责任 编辑
刘 月娟
责任 校 对
马君 叶
白腐 真 菌 漆 酶 的研 究 进 展 及 应 用 前 景
梁 帅， 周德明， 冯友仁 （南 业 技 学 源 环 学 ，南 沙４ｏ） 中 林 科 大 资 与 境 院湖 长 １ ４ ｏ ０
Ｋｅ ｙｗｏ ｄ Ｌｉｎ ；Ｗｈ ｔ ｏ ｕ ｇ ｓ ｒｓ ｇｉ ｎ ｉ ｒ ｔｆｎ ｕ ；Ｌｌｃ ｓ ｅ ｃａ ｅ
木质素是 以苯丙 烷类 似物 为单 元构 成 的一大 类生 物 多 聚体 ， 组成 单元 的结构及其 连接键复 杂而稳 定 。这种 无规则 的复杂结构使 得木 质 素难 以降解 …。 自然 界 中木质 素 降解
１ 白腐真菌漆酶 的特性
１１ 分子 特征 ＿ Ｊ 漆 酶是 一 种糖 蛋 白， 链一 般 由 ５０ ． ６ 肽 ０
个左右 氨 基 酸组 成 ，其 中含 １ 氨 基 酸 ， Ａ ｐ Ｔ ｒＧｕ ９种 即 ｓ 、 ｈ、 ｌ、
Ｓ ｒ Ｐ ｏ Ｇ ｙ Ａｌ 、 ｌ Ｃ ｓ Ｍｅ 、 ｌ 、 ｅ 、 ｙ 、 ｎ Ｐ ｅ ｙ 、 ｉ ｕ Ｔ ｒ Ｇｌ 、 ｈ Ｌ ｓ Ｈ ｓ ｅ
真菌漆酶的研究进展
真菌漆酶的研究进展宋瑞（安徽大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。
漆酶广泛分布于真菌、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大的应用价值。
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等。
Mayer[5]认为漆酶并不均一，它由多条5000~7000分子量的糖肽链基本结构单元组成。
由于结构单元之间的缔合度不同，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，如双孢蘑菇和长绒毛栓菌漆酶由两个亚基组成[6]，而柄孢壳漆酶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。
1.2漆酶的晶体结构由于漆酶是含糖蛋白质，且糖质量分数较高，一直以来很难获得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年第一个漆酶晶体是Ducros V[7]制备的来自灰盖鬼伞(Coprinus cinereusv)T1Cu缺失型漆酶晶体，并分析了其结构。
至今为止，Bacillus subtilis(CoA)[8]；Melanocarpus albomyces(MaL)[9]；Rigidoporus lignosus(RiL)[10]；Pycnoporus cinnabaricus(PcL)[11]；Coprinus cinereus(CcL)[12]和Trametes versicolor(TvL)[13]漆酶的三维结构已相继被报道。
漆酶固定化的研究动态及应用前景
表 １ 各种 固定化方法特点的 比较
联， 使酶蛋 白能 以有序方式附着在载体 的表面 ， 并尽 可
究 ．教育科学 ，９ ５ ：７－ １ ２ （ ） ８ ９
［ ］ 守志 （ ） ９９ ［ 国家 研究 理事会． １戢 译 ．１９ ． 美］ 国家科 学教育 标准．
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１ ・ Ｏ
生物 学教学 ２１年（ ７ 第６ ０２ 第３卷） 期
联 聚集体 （ｏ ｂ —Ｃ Ｅ ｓ ， ｅｍ ｉ Ｌ Ａ ） 该交 联 聚集 体集 多种酶 的
生物 学教学 ２１年（ ７ 第６ ０２ 第３卷） 期
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９・
漆酶 固定 化 的研 究动 态 及 应 用 前 景
杜东 霞 （ 泽 生 科 菏 学院 命 学系 山 ２ ０ ） 东 ７ １ ４５
摘 要 本 文概述 了漆 酶固定化的基本方 法 ， 着重介 绍了漆酶固定化的创新 和发展 ， 并对其应用前景进行 了展望 。 漆酶 固定化 应用前景 关键词
２ 新型 固定化漆酶技术的创新和发展
沉淀和化学交 联两 步组成 ， 首先 向处 于溶解 状态 的酶 溶液中加入适 宜 的蛋 白质沉 淀剂制 备酶沉 淀 聚集 体 ， 随后加入交 联剂（ 常为戊二 醛 ） 通 进行 交联 ， 交联剂 戊 二醛的醛 基 和酶 沉 淀 聚 集 体 的 氨基 发 生 Ｓｈｆ碱 反 ｃｉ 应 ， 而制备出颗粒大小为 ｌ Ｏ ￣ 的不 溶 于 水 的 从 ～ｌ０ ｍ
２ １ 交联 酶 聚 集体技 术 交 联 酶 聚集 体 （ｃ ｓ ． ｒ ｓ— ｏ ｌ ｋｄｅｚｍ ｇｒ ａ ｓ Ｃ Ｅ ｓ 是 由荷 兰德尔 福特理 ｉ ｅ ｎｙ ｅａｇｅ ｔ ， Ｌ Ａ ） ｎ ｇｅ 工大学 的 Ｃ ｏ ［ 于 ２０ ａ等 ８ ］ ００年率先提 出的一种 新型 的 酶 固定化技术 。其 原理见 图 １９ ， ］ 该技 术通 常 由物 理 Ｅ
真菌漆酶工程及其在有机合成中的应用
２ 】 杨 强， 谢慧 臣． 综合疗 法治疗原发性 急性痛风 性关节炎 ８ ２ 患者服用这些药物后 的胃肠道反应较为明显，主要表现为腹 ［
痛、 恶心和呕吐， 部分患者因无法耐受， 不得不 中途放弃治疗 。
例【 Ｊ 】 ． 中医杂志， ２ ０ ０ ８ ， ４ ９ （ １ ２ ） ： １ ０ ６ ４ ．
同程 度 的糖 基 化 ， 平均分子量在 ６ ０ － ７ ０ ｋ Ｄ ａ ， 碳 水化 合 物 含 量在
在没有足够结构信息的情 况下，分子定向进 化能克服 许
１ ０ ． ２ ０ ％， 这 有 助 于漆 酶 的 高稳 定 性 。通 常 与 酶 通 过 共价 键 相 多合 理 设 计 中的 限 制 因 素 ， 并 能显 著 增 强 有 针 对 性 的 特 征 ， 例
真菌漆酶工程及其在有机合成 中的应 用
口 李 飞 夏文静
江苏 ・ 泰州 ２ ２ ５ ３ ０ ０ ）
（ 南京师范大学泰州学院
摘 要： 漆酶是 一种含铜 的多酚氧化酶， 广泛存在于真菌， 高等植物及细菌 中。由于漆酶反应条件温和并具有广 泛 的专一性 ， 被认为理想 的绿色催化剂。综述通过合理设计和定 向改造真 菌漆酶及漆酶工程并运用于有机合成
领域 的研 究。
关键词 ： 漆酶 催化 剂 有机合成
中图分类号 ： Ｑ５ ５ ４ ． ９ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ： １ ０ ０ ７ ． ３ ９ ７ ３ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ０ ３ ． ０ ７ ８ — ０ ３
漆酶是一种含铜的蛋 白酶，通过夺取底物一个 电子能够 气还原成水 。 漆酶是含有四个铜原子并与三个氧 化还原位 点 （ Ｔ ， Ｔ 和
国保 健 ， ２ ０ ０ ７ ， １ ５ （ １ ３ ） ： ６ — ７ ．
漆酶高产菌研究进展及应用
漆酶高产菌研究进展及应用
漆酶高产菌研究进展及应用
综述了漆酶高产菌的研究现状,提出了今后漆酶高产菌的研究方向,同时也对漆酶在环境保护、生物检测和电化学分析、造纸工业、食品工业和智能包装等方面的应用价值进行了概述.
作者：秦鹏吴振强 QIN Peng WU Zhen-qiang 作者单位：华南理工大学生物科学与工程学院,广东,广州,510640;华南理工大学纸浆造纸工程国家重点实验室,广东,广州,510640 刊名：河北农业科学英文刊名：JOURNAL OF HEBEI AGRICULTURAL SCIENCES 年，卷(期)：2008 12(10) 分类号：Q55 关键词：漆酶高产菌研究进展应用。
真菌漆酶及其应用
但是 ,很重要的一点是这些漆酶在和铜原子连 接的半胱氨酸和 10 个组氨酸之中或周围都有严格 的保守氨基酸残基 , 任何情况下这些氨基酸都分布 在含有两对组氨酸残基的 N - 末端区域 , 或是分布 于 C - 末端的半胱氨酸和其余组氨酸残基之间 。
2. 3 漆酶的三维结构及活性中心
通过 NMR 、 EPR 、 CD 光谱等一系列研究 ,以及与 抗坏血酸氧化酶 、 血浆铜蓝蛋白等的比较分析 ,对漆 酶的 生 物 化 学 及 结 构 特 性 有 了 较 为 深 入 的 了 解
23
真菌漆酶的研究虽然有较长的历史 , 但是在很 长时期内 ,集中在体内功能的研究 ,比如它在真菌自 身发育分化中的定位 、 分布 、 专一性 、 可能生理功能 , 以及在侵染植物中扮演的角色等等
[5 ]
。随着本世纪
70 年代前后聚丙烯酰胺凝胶电泳和分子克隆等生
物学技术的问世 ,漆酶的研究也掀开了新的一页 ,从
Cys487 形成的二硫键来稳定 。284 - 327aa 残基形成
疏松的环状将第二和第三结构域连于一起 。Asn343 上连接一个 N - 型 N - 乙酰葡糖胺 。铜原子连接在 其中的两个区域内 。I 型铜原子位于第三结构域 中 ,三型铜原子位于 I 、 III 结构域的交界处 , 这和抗 坏血酸氧化酶的结构一致 。没有观察到 II 型铜原 子位点的电子密度 。这暗示了漆酶在漫长的生物进 化历程中的保守地位 。 值得指出的是 , 含四个铜原子的酶分子是最常 见的 形 式 , 而 某 些 酶 蛋 白 的 辅 基 有 例 外 的 情 况 。
[9 - 10 ]
。在此过程
中 ,氧还原很可能分两步进行 ,两个电子转移产生过 氧化氢中间体 ,该中间体在另两单电子作用下被还 原为水
漆酶工业应用的研究进展
然而，漆酶的应用仍存在一定的局限性，如对作用温度和pH等环境因素要求 较高，以及生产成本相对较高等问题。因此，未来需要进一步优化漆酶的生产和 应用条件，提高其稳定性和实用性。
此外，本次演示还发现漆酶的工业化应用需要加强其产物的分离纯化技术。 由于漆酶的底物复杂性和不稳定性，导致漆酶反应过程中产生一些副产物，影响 了漆酶的应用效果和工业化进程。因此，未来的研究方向可以包括优化漆酶生产 工艺和反应条件，提高产物分离纯化技术等。
漆酶工业应用的研究进展
01 摘要
03 研究现状
目录
02 引言 04 研究方法
目录
05 结果与讨论
07 参考内容
06 结论
摘要
本次演示主要综述了漆酶在工业应用领域的研究进展。首先，介绍了漆酶的 分类、分布及其在木材工业、食品工业、制药工业等领域的广泛应用。然后，总 结了漆酶产生菌的筛选、漆酶的表达与制备、漆酶的应用等方面的研究现状。接 着，介绍了研究漆酶工业应用的方法，包括文献调研、实验设计、数据统计等。 最后，对漆酶工业应用的研究结果进行了客观描述和解释，探讨了其应用效果的 评价、局限性和未来发展方向。
引言
漆酶是一种含铜的多酚氧化酶，广泛分布于真菌、植物和昆虫中。由于其具 有高氧化活性和广泛的底物特异性，漆酶在木材工业、食品工业、制药工业等领 域具有重要的应用价值。特别是在木材工业中，漆酶可以有效地降解木质素，为 生物木材防腐、生物精炼和生物纸浆等提供新的途径。
研究现状
随着生物技术的不断发展，漆酶产生菌的筛选、漆酶的表达与制备等方面取 得了显著进展。在漆酶的应用方面，除了传统的木质素降解和木材防腐，漆酶还 在食品加工、制药、环保等领域得到了广泛应用。例如，漆酶可以用于食品添加 剂的生物合成、药物中间体的氧化还原反应以及染料脱色等。
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万方数据
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真菌漆酶的研究进展及其应用前景
作者：周雪婷， 张跃华， 罗志文， 潘亭如， 缪天琳
作者单位：佳木斯大学,黑龙江佳木斯,154007
刊名：
农业与技术
英文刊名：Agriculture & Technology
年，卷(期)：2012,32(9)
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