第10卷第4期2012年7月生物加工过程Chinese Journal of Bioprocess Engineering Vol．10No．4Jul．2012doi ：10．3969/j．issn．1672－3678．2012．04．015收稿日期：2011－05－03基金项目：国家高技术研究发展计划（863计划）资助项目（2009AA02Z209）；国家自然科学基金资助项目（21106165；21176241）作者简介：王锋（1979—），男，江苏镇江人，博士，助理研究员，研究方向：微生物发酵；刘春朝（联系人），研究员，E-mail ：czliu@home．ipe．ac．cn 漆酶及其应用王锋1，刘英1，汪印2，许光文2，刘春朝1（1．中国科学院过程工程研究所生化工程国家重点实验室，北京100190；2．中国科学院过程工程研究所多相复杂系统国家重点实验室，北京100190）摘要：结合当今该领域的最新研究进展，综述了漆酶来源、结构、作用机制、介体系统及其在水相和非水相中的应用，以期为漆酶催化性能的进一步研究提供一定的借鉴和参考。
关键词：漆酶；催化；废水处理；水相体系；非水相机体系中图分类号：Q814．2文献标志码：A文章编号：1672－3678（2012）04－0070－07Laccase and its applicationsWANG Feng 1，LIU Ying 1，WANG Yin 2，XU Guangwen 2，LIU Chunzhao 1（1．National Key Laboratory of Biochemical Engineering ，Institute of Process Engineering ，Chinese Academy of Sciences ，Beijing 100190，China ；2．National Key Laboratory of Multiphase Complex System ，Institute of Process Engineering ，Chinese Academy of Sciences ，Beijing 100190，China ）Abstract ：Laccases are multicopper oxidases．It has received the widespread attention because of non-specific oxidation ability．On the basis of the latest research in this field ，the paper summarized source of laccase ，structure ，mechanism of action ，mediator and its application in aqueous system and non-aqueous system so as to provide a reference for further improvement of the laccase catalysis．Key words ：laccase ；catalysis ；wastewater treatment ；aqueous system ；non-aqueous system 漆酶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同属于蓝色多铜氧化酶的家族［1］。
漆酶的结构与催化反应机理漆酶是天然漆主要成分之一，含量约为10%。
存在于天然漆的含氮物质中，俗称生漆蛋白质、氧化酶。
是天然漆在常温下干燥时不可缺少的天然有机催化剂。
不溶于水，也不溶于通用有机溶剂，而溶于漆酚。
含氮物质接触乙醇后，能不可逆地从生漆中析出。
漆酶是一种氧化酶(能与分子氧起作用)，而不是过氧化酶，漆酶能受HCN的影响，而过氧化酶则不受其影响。
漆酶可促进多羟基酚及多氨基苯的氧化，而不能促进单酚的氧化。
因漆酶的催化氧化作用，可以促进漆酚的氧化聚合，从而形成干固的膜。
漆酶对下述物质敏感：过氧化氢、氢氰酸、羟胺、硫化氢、氰化钾、重氮化钾(或钠)等。
漆酶在其他植物(土豆、蘑菇、苹果)中也有发现。
结构[2]典型的漆酶有三个结构域，其中T1铜离子位于结构域3、三铜离子中心位于结构域1和结构域3之间，此外还有结构域2，主要起联结作用以及与底物的结合作用。
但也有报道发现仅存在两个结构域（结构域1和结构域3）的漆酶蛋白，并且该蛋白质展现出较高的pH 稳定性和漆酶的其它氧化还原特性。
人们习惯上称蓝铜为T1铜离子，这个铜离子是人们通过光谱学的手段最早发现的铜离子。
T1位点的几何结构与普通的金属蛋白铜位点的几何结构有所不同，它是一个扭曲的四面体，通过半胱氨酸形成一个S－Cu健，此外还有两个组氨酸（HiS）的N原子以及甲硫氨酸的S原子成健。
催化氧化机理[2]漆酶的催化氧化是非常复杂的。
一方面，由于漆酶同过氧化酶和其它多酚氧化之间作用底物的相似性，比如现在经常被用作真菌漆酶的特征底物的丁香醛连氮和ABTS(2 ，2-连氮-双(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸))，但是实际上过氧化酶也能够催化氧化它们；不过相对这些酶来说，漆酶反应过程中并不产生有害的过氧化氢和活性氧(ROS)，但同时产生醌或半醌等强抗氧化剂，是非常绿色的反应。
许多报道为漆酶催化氧化的反应，经常缺乏进行它们之间有区别的实验报道。
不过，现在已经有一些学者注意到了这个问题的复杂性。
漆酶性质及应用漆酶(1accase)是一种含铜的多酚氧化酶，通常由500个氨基酸单一多肽组成,其中含有19种氨基酸，漆酶有一定的含糖量[1]。
真菌漆酶是一种糖蛋白，由肽链、糖配基和Cu2+三个部分组成，分子量在60-390kDa之间[2]。
肽链一般由500-550个氨基酸组成[3]，糖配基有氨基己糖、葡萄糖、甘露糖、半乳糖、岩藻糖和阿拉伯糖，占整个分子重量的10%-80%。
糖配基组成及含量的不同是漆酶分子量存在较大差异的主要原因。
漆酶一般含有4个铜离子(P. radiate漆酶除外,仅含2个铜离子,无3号铜离子)。
根据其光谱特征,可划分为3种类型的铜: 1号铜(只有一个铜离子,顺磁性)具有典型的蓝铜谱带:紫外可见光谱上600nm [ε: 5000 (mol·L-1cm)-1]处出现峰值,在EPR (电子顺磁共振)谱上有一个小的平行超精细耦合结构[A11:(4070) * 10-4cm-1],它参与分子内的电子传递,把电子从底物传递到其他铜原子上; 2号铜(只有一个铜离子,顺磁性)只具一般的EPR谱带(A11>140×10-4m-1); 3号铜由2个3号铜原子通过一个OH桥配位连接起来,组成双核铜区,具有抗磁性,因而在EPR上无谱带,紫外可见光谱上330nm处的肩峰是3号Cu2+的特征峰。
漆酶空间结构更详细的资料来自其晶体衍射的研究。
含四个铜原子的酶分子是常见的形式,而某些酶蛋白的辅基有例外的情况。
Karhunen E[4]等的研究指出,phlebia radiata产生的漆酶中只含有2个铜原子，另外还有一分子的有机小分子辅基吡咯喹琳醌(pyrroloquinolin-equi-none, PQQ),该辅基在分子中扮演类似Ⅲ型铜原子的功能。
漆酶能够催化酚类、芳胺类、羧酸类、甾体类激素、生物色素、金属有机化合物和非酚类物质生成醌类化合物、羰基化合物和水，属于铜蓝氧化酶(或称为铜蓝蛋白酶)中的一小族，广泛存在于真菌、植物和昆虫中，有报道细菌也能产生漆酶I21。
