漆酶的固定化及其应用前景

径在 ２ ｍ左 右 ，饱 和磁化强 度是 ３ ．４ ｅ ０ｎ ５５ — ｍ ／， ｕｇ 通过戊二醛 交联法 固定 化脂肪酶 ， 酶活回 收率 ５ ． ％ 。 ５６ ３ 固定化漆酶的应用前景 漆酶作为一种高效 ， 绿色的催化剂 ， 随着固 定 化 技 术 的不 断 发 展 ，扩 大 了漆 酶 的工 业 应 用 范 围和前景 ，固定 化酶在废水处理 ，生物传感 器， 食品行业方面中有着 重要 的应用价值。 工业 废水 中含有 大量 的难 降解 的酚类物 质， 如氯酚等 ， 国内外许 多学者 已经对固定化酶 降解有毒的酚类物质进行 了大量的研究 ，张树 江等 用固定化漆 酶去处 废水 中的 ２，— ４ ２二氯 酚 的去 除率 可达 ９ ． ９５％以上 ，且不产生二次 污染 ， 化效率 高 随着 染料工业 的发展 ， 催 。 染料 结构复杂且 不易降解 ，固定化漆酶对染料 的降 小。 解也有独特的作用 ， 且可 以回收重复使用 ， 降低 ２２ 酶 固 定 化 载体 的选 择 ． 成本 。 在生物检测器方面和食 品行业 ， 固定化漆 在 固定化酶的过程 中，载体材料的选择对 酶也发挥着重要 的作用 。 固定化酶的性能有着很大 的影响 ， 近年来 ， 文献 参 考 文 献 报道 了许多新型的载体 ，使 固定化酶的性能进 『］ａｍｅ Ｓ ａｈｖ Ｓ ａｈｖ Ｍ，Ｇ ｖｎａ ． １ ｌ ，Ｊｄ ａ ，Ｊｄ ａ Ｋ ｏｉｄｒＳ ｚ ｍｅ ｎ Ｍｉ ｒ ｂ ａ Ｔ ｃ ｎ ｌ ｇ ， ２ ｏ ， ４ ｃ ｏ ｉｌ ｅ ｈ ｏ ｏ ｙ Ｏ ９ ４： 步提高。作为固定酶的载体应具有一定 的要 Ｅｎ ｙ ａ ｄ ５ 求， 如载体表面应具有活性基团 ， 可以直接或间 ６ ． ２７ － ｒ 杜 化 ２０ ，． 接的与生物分子偶联 ， 其次载体应是稳定的 ， 不 【］￣￣洋 ， 予 民叨． 学通 报 ，０ ７ ９ 与底物或产物反应 ，而且应具有 良好 的生物相 ［］ 德生 ， ３姜 龙胜 亚， 肖海燕， 周菊英 ， 黄俊 ， 用 应 容性和机械强度， 价格低廉等特点。 目前常用的 化学 ，０ ５２ ． ２０ ． ２ 载体材料主要有天然高分子材料 ， 复合材料等 。 【】Ｚ ｅｇ Ｇ ｏ ｈ ａ，Ｙ ｎ Ｓ ｎ ｎｙ ｎ ４ ｈｎ ｕ ，Ｓ ｕ Ｂ ｉ ａ ｕ ． ｚｍｅａ ｄ Ｅ Ｍｉ ｒ ｂ ａ ｃ ｎ ｌ ｇ ， ０ ３ ３ ，７ ． ｃ ｏ ｉｌ Ｔｅ ｈ ｏ ｏ ｙ ２ ０ ， ２７ ６ ２２１ 分子 材 料 ．． 高 高分子材料分为天然高分子材料和合成 高 【】 ｕ Ｗｕ ５ Ｙ ｅ ， ｊｎ ｎ ｇ ｕ ｇｈｎ Ｌ ｏ Ｙｕｕ Ｗａ ， ａ ｓｅｇ ｕ ， Ｇ ｎ ｕ ｕａ ｉ ｏｅ ｏ ｒｅ ｅ ｈ ｏｏ ｙ 分子材料 ， 天然高 分子如纤维索 ， 球状蛋白及其 Ｙｏ ｙ ｎ Ｄａ ， Ｂｉｒ ｓ ｕ ｃ Ｔ ｃ ｎ ｌ ｇ ， ０ ，０ ４ ９ 碳水化合物等 ， 比较适合担当酶载体 材料。 都 壳 ２ ０９ １ ０，３ ５ ． 聚糖 和海藻 酸等是 近年来 使用 最多 的载体 材 ｆ】陈辉 ， ６ 张剑波 ， 王维敬． 北京 大学 学报（ 自然 料， 近年来合成 了许多有机高分子材料 ， 如聚 科学版） ２ ０ ． 例 ， ０ ６ 醚Ｌ６ 一 ４共聚物 ，聚丙烯酰胺 一丙烯酸高分 子 作 者 简 介 ： 冬 雪 （ ９４ ）女 ， 魏 １ ８ 一 。 内蒙 古呼 伦 钠 米 粒 子 ， 乙烯 等 。 聚 贝 尔市 人 ． 士研 究 生 。 硕 ２２２复合 载 体 材 料 ．． 复合载体材料是 以有机材料和无机材料 复 合组成 的新载体材料 ， 在众多复合载体材料 中， 纳米 磁性材料作为 酶固定载体有 以下 特点： 高 的比表面积可固定大量的酶；在磁场作用下 ， 固 定化酶可从反应体系 中迅速分离；有利于 回收 和反 复 使 用 ， 降低 成 本 。 米 磁 性 材 料 以 其 特 有 纳 的物理性质 ， 将成为载体中的重要 组成部分 ， 成 为 目前最热 门的材料之～ 。 通过表面改性： 共聚 等化学方法对磁性载体材料进行修饰 ， 载体 在 表面引人多种 反应性功能基团 ，以便 与漆 酶稳 定健合 。 国等合成磁性聚 乙烯微球 ， 郑 首先制备 了用油酸做稳定剂的磁流体 Ｆ ， 以磁性 微粒 ｅ ， ０ 做磁核 通过共聚合作用制备 了磁性 聚乙烯微 球 ，尺 寸 在 ８ ３ Ｉ 月具 有 超 顺 磁 性 ， ～ ４ ｎｌ ＋ ｌ ， 以该 磁 性材料为载体担载酶 ，担载量较以前 的报道 明 显提高 ， 化学稳定性和操作稳定性好［ ４ １ 月等 。吴 人制 备 了磁性 Ｏ 壳聚糖 （ｓ钠 米粒 子 ， ｃ） 粒
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化酶 ， 目前最常用交联剂有戊二醛、 双重氮 联苯 胺 ～ ， 二磺酸等。 ２２ 利用戊二醛 的两个功能基团 醛 基将漆酶 和载体进 行交 联 。黄俊 等制备 了 ｃｒＡ ｃ ｅ ． Ｐ —Ｆ 纳米复合粒子 ，通 过戊二醛交 ｕ ０ 联法 成功地将 游离漆 酶 固定 在纳 米复 合粒 子 上； 并将固定化漆ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ组装到光纤传感器上 ， 用于 监测溶液 中氧的浓度。 ２１ 包 埋 法 。 是 将 酶 包 裹 于 凝 胶 形 成 的 ． ３ 网络结 构中，或半透膜聚合物 的超滤膜 内使其 固定化， 由于酶的空间结 构很少 发生变化 ， 以 所 酶活回收率较高。用包埋法 固定化酶的相关报 道很 多，如高 阳等通过溶胶 一凝胶 过程包埋脂 肪酶， 得到 的固定化酶 的操作 稳定性， 热稳 定性 和选 择性均提 高，周师毅等 以聚丙烯 酰胺 作包 埋载体 固定 Ｓ Ｄ金 属酶， Ｏ 稳定性提高， 酶活损失
其 固定化 漆 酶 的 应 用 ， 漆 酶 的 固定化 方 法 和 载 体材 料 予 以重 点综 述 。 就
关键词 ： 漆酶 ； 固定化 ； 载体材料 ； 应用前景 漆酶（Ｃ ．０３ ） 含有 ４个 铜离 子 的多 Ｅ １１．． 是 ２ 酚氧化酶 ， 可与之作用的的底物相当广泛 ， 包括 许多芳香族化合物 ， 如氯代酚 、 多氯联 酚 、 二氯 苯胺 、 杀虫剂 、 染料等【 ｒ 。但是 ， 由于漆酶本身具 有不可重复使用 、 容易变性失活等特性 ， 使漆酶 的应用受到 限制。酶的固定化技术是实现酶重 复连续使用的有效手段 。 与游离酶相 比， 固定化 漆酶具有下列优点： 易从反应体 系中分离 出来， 可以重复使用： 固定化 技术， 以提高酶 的 通过 可 化学稳定性： 能够严格控 制酶反应过 程； 从产 易 物 中分离 出来 ， 简化 了提纯工艺 ； 酶的使用效 率 提高， 成本降低。 通过固定化技 术能实现漆酶的 重复使用性和提高漆酶 的稳 定性 ，使漆酶具 有 更为广阔的工业化应用前景 ，受到人们 的广 泛
关注 。
１漆酶的结构特征及催化原理 １１漆酶的结构特征 ． 漆酶一般含有 ４ 个铜离子 ， 一种简单 的 是 多铜过氧化酶， 铜原子位 于漆酶 的活性 中心 ， 决 定 了漆酶的催化性质 。根据实验探索 和理论研 究， 四个铜 离子分为 ３类 ： 型 ｃ “， 将 Ｉ ｕ Ⅱ型 ｃ ｕ 和Ⅲ型 ｃ ，通过紫外吸收光谱测试，Ｉ ｃ ｕ 型 ｕ 呈 蓝 色 ， ６ ４ ｍ 处 有 特 征 吸 收 带 ；Ｉ ｃ ２为 在 １ｎ Ｉ型 ｕｔ 非蓝 色， 有特征 吸收峰 ； 没 ｍ型 ｃ 是偶 合 离 ｕ 子对 ，在 ３ ０ ｍ处有宽的吸收峰，这是 由于 电 ３ｎ 子在 Ｏ Ｈ和两个 ｃ （ 之 间的传递引起 的。 ｕ Ⅱ） １ 漆 酶 的催 化 原 理 ． ２ 综 合 目前 已报 道 的文 献 ，漆 酶 的 催 化 原 理 主要 表 现 在底 物 自 由基 的生 成 和 ４个 铜 离 子 的 协 同作用。当漆酶与反应底物接触时，Ｉ Ｃ “ 型 ｕ 从反应底物中吸收 电子，底物被氧化成 自由基， 得到 的电子在铜离子之间传递，并最 终传递 给 分 子 氧 ， 子 氧 还 原 成 水 ，铜 离 子 在 氧 化 反 应 将分 中起到协同传递 电子 的作用 。 ２ 漆 酶 的 固定 化 研 究 ２１ 固定 化 漆 酶 的 方 法 ． 随 着 固 定 化 技 术 的 探 索 和 发 展 ， 定 化 酶 固 的方法越来越多，归纳起来大致可 以分为三种 方 法 ： 面 担 载法 、 联 法 和 包 埋 法 。 表 交 ２１１ 表 面担 载法 。 是 通 过 物 理 或 化 学 过 ．． 程 ， 酶 担 载 到非 水 溶 性 载 体 上 的方 法 。 据 结 将 根 合 形 式 不 同 ， 载 法 又可 分 为 共 价 结 合 法 、 子 担 离 结 合 法 及 物 理 吸 附 法 等 三 种 。Ａｎ ｒａＳｌ ｄｅ ａｉ ｓ等 利用 Ｓ Ａ １ Ｂ ～ ５分子筛， 通过吸附法将漆酶 围载 到 分 子筛上， 载量高， 酶活 回收率 高 ， 较易脱 饵 落 目前文献报道的用 于吸附酶 的载体很多， 例 如介孔分子筛， Ｌ 多孑 的金材 料（Ｐ ） 姜 德生等 Ｎ Ｇ， 以磁性壳聚糖微球为载体 ，通过共价结合法制 备了固定化漆 酶， 与游离漆酶＿ 比， 丰 Ｈ 热晓定性 明 显提高 ， 并具 有良好 的操作稳定性 。 ］ ２１ 交 联 法 。 采用 双功 能 同或 多功 能 团 ２ 是 试 剂 进 行 酶分 子 与 载 体 之 间 的 交 联 ，得 到 定
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徐 露露
漆酶 的固定化及 其应用前 景
魏冬雪 王 红 霞
（ 尔滨 师 范 大 学 ， 哈 黑龙 江 哈 尔滨 １０ ２ ） ５ ０５
摘 要： 漆酶作为一种绿 色， 环保 的生物催化 剂已被 广泛应 用， 通过 固定化技 术将使漆酶具有更 为广 阔的－Ａ 应 用前景 ， 绍 了 酶的性质及 ￣， ｋ 介 漆
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