毕业论文课题相关文献综述
文 献 综 述
1.漆酶介绍
漆酶(苯二醇：氧化还原酶，Ec 1．10．3．2)是一种含铜的多酚氧化酶，和植物中的抗坏血酸氧化酶、哺乳动物的血浆铜蓝蛋白属氧化酶家族中的同一小族，在结构和功能上存在着许多相似之处。它最早是从日本漆树的汁液中发现的，后来也发现其存在于真菌中，特别是白腐菌中分布更广泛[2]。但是，关于该酶在原核生物中的表达则鲜有报道。1994年Givaudan等在细菌 Azospirillum lipoferum中找到一种类似漆酶的多酚氧化酶，其具体性质尚未可知[3]。后来又有人从地中海中分离到一株细菌，检测到其细胞粗提液中既有漆酶活性，又有酪氨酸酶活性，进一步研究表明该酶位于细菌质膜上，并且是多种组分聚合而成的，这与典型的漆酶结构特点有较大的差异[4,5]。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、可能的生理功能，以及在侵染植物中扮演的角色等等[6]。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，从体内功能研究发展到体外分子性质和功能研究，取得了巨大的进步，主要表现在三方面：很多来源的漆酶得到了纯化和进行了理化、生化性质研究；部分基因已得到了克隆和表达；酶的用途也大大拓展了，发现了许多新用途，具有广阔的应用前景。
2.漆酶的性质
漆酶是最简单的多铜氧化酶，一般含有4个铜原子，分布于3个高度保守的不同结合位点，每个铜原子在催化机制中都有很重要的作用[7]。漆酶能催化氧离子通过4个电子还原成水，并且伴随着一些酚类底物的氧化[8]。根据光谱学、动力学对漆酶晶体衍射原理进行研究，得出漆酶催化底物的方式可能是：底物结合于酶活性中心的I型铜原子位点，通过CysHis途径将其电子传递给三核位点，该位点进一步把电子传递给结合到活性中心的第二底物氧分子，使之还原为水。同时，底物形成自由基，它们可以自身结合或相互偶联，形成聚合物或偶联产物[9]。漆酶是单电子氧化还原酶，在小分子的介体物质存在下，漆酶可氧化非酶底物。目前通过不断研究，发现漆酶可氧化的非酶底物范围还在不断增加，这一性质预示着漆酶具有广泛的应用前景。
漆酶催化氧化反应可分为底物自由基中间体的产生和氧气还原成水两个方面。这两个方面都需要漆酶分子中的铜离子协同传递电子。首先,漆酶分子的铜离子从还原态底物中吸收单个电子,底物被氧化成自由基,自由基引发各种各样的非酶促次级反应,如经化、歧化和聚合等:其次,铜离子将单个电子通过Cys一His途径传递给三核铜簇,从而氧被还原成水(Torres2002)。漆酶是一类特殊的氧化还原酶,在部分轼化底物反应体系中,可在不加化学介质的情况下,底物汽接与漆酶铜簇反应氧化成相应的激发态分子。然而在通常情况卜,底物都不能山漆酶汽接氧化,原因是不仅它们太大而不能渗透入酶的活性地带,而它们具有独特的高城化还原特性。为了超越这种局限使氧化变成可能,;入动日入某些化学介质,即介体。介体在酶的作用卜会形成活性高且有一定稳定性的中间体,这些活性中间体能从氧分子中获得电子并将电子传递给底物,从而使底物降解,该反应体系也被称为漆酶/介体系统(LMs)(图1)[10]。
3.漆酶的分离纯化方法
现己有近百种不同来源的漆酶被分离纯化并进行了酶学性质研究[12],大多漆酶的分离手段和传统的酶分离方法并无太多差异。蛋白纯化一般采用的方法是:经过超滤、硫酸按分级沉淀、离子交换柱和凝胶柱,最后经SDS-PAGE鉴定其纯度[16]。
4.漆酶的应用
漆酶不但具有氧化酚类化合物、与木质素有关的非酚类化合物, 以及氧化高难降解的环境污染物的能力, 还具有特殊的催化性能。与化学氧化相比, 由于生物氧化具有特异性、可降解性, 以及反应条件的温和性等优点, 使得漆酶在工业和生物技术领域具有广阔的应用前景。例如在食品工业、制浆及造纸工业、能源领域、智能包装指示剂及生物监测、食用和药用菌生产等工艺中有广泛应用。
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