三种重要木质素降解酶研究进展.pdf

???收稿日期:2003-02-09 作者简介:王海磊(1978-),男,硕士;李宗义(1942-),男,教授,河南师范大学生命科学学院,研究方向:环境微生物学。基金项目:河南省科技攻关项目(001200217) 文章编号:1008-9632(2003)05-0009-03 三种重要木质素降解酶研究进展王海磊,李宗义(河南师范大学生命科学学院,新乡?453002) 摘?要:就三种重要木质素降解酶:LiP、MnP和漆酶在自然界的分布,化学组成、结构特征、降解机制、分子生物学等进行综述,并探讨了其作用协同性。关键词:木质素过氧化物酶;锰过氧化物酶;漆酶; 中图分类号:Q936 文献标识码:A ??木质素是造纸工业排放黑液COD和色度形成的主要原因,其结构是由甲氧基取代的对-羟基肉桂酸聚合而成的异质多晶三维多聚体,分子间多为稳定的醚键、C-C键,是目前公认的微生物难降解芳香化合物之一。自1934年Boruff和Buswell首次发现能降解木质素的微生物种群,人们对木质素的生物降解进行了大量研究,1983年和1984年发现了木质素过氧化物酶(LiP)和锰过氧化物酶(MnP),由日本吉田首次在生漆中发现的漆酶(ase),也始终引起着人们的关注。这三种酶被公认为是木质素重要的降解酶。本文就三种木质素降解酶的最新研究进展进行综述,尝试为造纸废水的生物降解提供一些参考。 1?木质素过氧化物酶(LiP) 1?1?分布及种类 LiP是第一个从黄孢原毛平革菌(Phanerochaete chrysosporium)发现的木质素降解酶,在木质素降解中起关键性作用。LiP的产生菌在自然界分布相当广泛,许多腐朽木材的白腐菌、褐腐菌都可以产生LiP,主要产生菌见表1。表1?LiP的主要产生菌属名菌种名 Trametes , Phlebia ,,,, Coriolus , Others?? Bjerkanderaadusta, Chrysoniliasitophila,Chrysosporium pruinosum,identalis,Phellinuspini,Polyporus ostreiformis, Phanerochaete chrysosporium, Streptomyces viridosporu,Pleurotusostreatus,Junghuhuniaseparabalima, Fomeslignosus 1?2?结构及特点 LiP代表一系列含Fe 3+、卟啉环(IX)和血红素附基的同工酶,由不同微生物产生的酶的种类和理化性质各不相同。LiP是一种带有糖基的胞外血红蛋白, 晶体结构已有报道,确定血红素(heme)埋在蛋白质内,可连接至少一个VA。木质素大分子不能接近该酶的活性中心,其结合位点是一段有序的糖残基,位于接近活性中心通道表面的裂缝中。光谱学研究表明LiP有五种氧化状态,自然状态LiP含有高自旋 Fe 3+,被H 2O 2氧化两个电子后形成LiP?(氧带铁卟啉环自由基含+Fe 4+),LiP?经单电子还原形成LiP! (氧带铁卟啉环含Fe 4+),再经一次单电