木质素降解酶的研究进展.doc

胡雪竹
( 南阳农业学校,河南南阳 473000)
摘要从木质素降解酶的组成、作用机理、分子生物学研究、营养调控研究 4 个方面对木质素降解酶研究新进展进行了综述,并对木质
素降解酶在工农业固体废弃物处理方面的应用做了展望。
关键词木质素; 木质素降解酶; 作用机理; 分子生物学; 营养调控
文献标识码 A 文章编号 0517 - 6611( 2011) 11 - 06326 - 03
中图分类号 S 183
Reach Advance of Ligninolytic Enzymes
HU Xue-zhu ( Nanyang Agricultural School,Nanyang,Henan 473000)
Abstract The paper reviews the research advance of ligninolytic enzymes from position,action mechanism,molecular biology research
and nutrition regulation,and forecasts the application prospects of ligninolytic enzymes in the disposal of agricultural and industrial solid waste.
Key words Lignin; Ligninolytic enzyme; Mechanism of action; Molecular biology; Nutrition regulation
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木质素是一种最丰富的可再生大分子有机物,一般的微
生物很难分解,因此,木质素的降解也是能否有效利用纤维素的关键[1]。降解木质素不仅可以缓解环境污染,还可以变废为宝,实现资源再利用[2]。近几年来,关于木质素的研究越来越深入,人们对于木质素的认知也越来越清晰。张辉等认为木质素是由苯丙烷单元通过醚键和碳碳键连接而成的聚酚类三维网状高分子芳香族化合物,结构复杂,分子量大, 是自然界中仅次于纤维素的最为丰富的有机物[3]。典型木质素的基本结构单元的先体醇大致包括 3 种: 松柏醇、芥子醇和对- 香豆醇[4]。
化物酶。两者都需要 H2 O2 催化,MnP 还要有 Mn 的参
与[8]。菌丝在生长过程中分泌出 LiP 和 MnP,由于酶的催化作用,木质素结构中的苯环发生单电子氧化反应形成苯氧自由基,随后发生一系列非酶催化的自由基反应而降解,包括甲氧基的脱除,侧链上 Cα-Cβ、Cβ-Cγ及烷基芳基醚键的断裂[9],直至苯环的裂解等。木质素的降解产物再被菌丝体吸
收,进一步氧化成 CO 和 H O[10]。由于 MnP 的氧化还原电
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位较低,只能氧化酚型结构的木质素。而 LiP 有非常高的氧化还原电势,是迄今为止发现的唯一一种可以单独氧化降解
非酚型木质素结构的过氧化物酶。
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木质素降解酶的种类
木质素的生物降解在地球碳循环中有着极为关键的作
漆酶( ase)
大部分真菌除产生 LiP 和 MnP 外,
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还能产生漆酶。漆酶是含铜的氧化酶,分漆树漆酶和真菌漆
酶 2 类[11]。由于漆酶的含量较高,难以得到它的 X 射线衍射图,所以