变色栓菌和黄孢原毛平革菌共培养产漆酶增强BaP的氧化

生物降解木质素研究新进展张辉1,戴传超2,朱奇1,杨启银2　(1.聊城大学生命科学学院,山东聊城252059;2.南京师范大学生命科学学院,江苏南京210097)摘要　对降解木质素的微生物种类、木质素降解酶的理化性质、营养调控、分子生物学研究和应用方面的研究进展进行了综述。

关键词　木质素;生物降解;木质素降解酶;分子生物学;应用中图分类号　Q948.12+.3 文献标识码　A 文章编号　0517-6611(2006)09-1780-05R esearch Advances in the Biodegrad ation of LigninZH ANG H ui et al　(Sch ool of Life Science,Liaocheng University,Liaocheng,Shand ong252059)Abstract　Research advances in the biodegradation of lignin including lignin2degrading m icroorganisms,physical and chem ical characters of enzym es,nu2 trition regulation of producing enzym es,m olecular biological research and application of lignin2degrading enzym es were reviewed in the paper.K ey w ords　Lignin;Biodegradation;Lignin2degrading enzym es;M olecular biology;A pplication 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。

黄孢原毛平革菌和黄孢原毛平革菌漆酶对五氯酚降
解的研究的开题报告
1. 研究背景：
五氯酚是一种广泛应用的杀菌剂和消毒剂，但同时也是一种强力的污染物，其在环境中的存在会对生态环境产生很大的危害。

目前，许多方法已被用于五氯酚的去除，其中微生物法是一种生态、环保、效果良好的方法。

黄孢原毛平革菌和黄孢原毛平革菌漆酶是一些广泛存在于自然环境中的细菌和酶，其在五氯酚的去除方面已经得到了广泛的研究和应用。

2. 研究目的：
本研究旨在探究黄孢原毛平革菌和黄孢原毛平革菌漆酶对五氯酚降解的作用机制及其效率，并且通过实验数据分析，探讨最适微生物和工艺条件以提高五氯酚的降解率，为五氯酚的治理提供一种有效的方法。

3. 研究方法：
(1) 多种黄孢原毛平革菌菌株筛选和鉴定，选择最佳的微生物菌株并进行优化培养。

(2) 采用单因素实验和正交实验，研究黄孢原毛平革菌菌株及其代谢产物对五氯酚降解的影响，寻找最佳的培养条件及其降解效率。

(3) 研究黄孢原毛平革菌漆酶对五氯酚的降解作用机理，探究不同底物对酶的反应活力及其降解效率。

(4) 分析不同微生物和工艺条件对五氯酚降解率的影响。

4. 预期结果：
(1) 通过多次筛选和鉴定，筛选出最佳的黄孢原毛平革菌菌株及其代谢产物。

(2) 治理五氯酚的最佳微生物和工艺条件将会得到明确。

(3) 通过研究黄孢原毛平革菌漆酶对五氯酚的降解作用机理，将为其工业应用提供一定的理论依据。

(4) 实验结果将为五氯酚的治理提供一种有效的方法，并且具有较高的应用价值。

产漆酶真菌以及漆酶的研究摘要：漆酶是一种含铜的多酚氧化酶，在细菌、真菌、放线菌、植物中都有报道，但报道最多的为真菌，尤其是白腐真菌。

漆酶能够降解环境中的木质素，在纸浆漂白、废水处理中意义重大。

漆酶通常情况下漆酶含有4个铜原子结合位点，通过电子在这四个铜原子间相互传递达到分解底物的目的。

漆酶基因的异源表达已经吸引了广大学者的目光，至今为止，数十种真菌的漆酶基因已经成功在酵母等异源表达系统中表达，我们可以预见漆酶在人类未来的生活中将发挥重要作用。

关键词：漆酶，白腐真菌，铜原子结合，异源表达现如今，环境污染已严重影响了人类的生存，造纸厂、纺织厂排出的废水则是重要的污染源之一。

木质素是使废水颜色发黑的主要原因[1]，倘若在工厂排出废水前先将木质素出去，将会大大降低废水的毒性。

木质素是由聚合的芳香醇构成的一类物质，存在于木质组织中，是世界上仅次于纤维素的第二位最丰富的有机物。

木质素作为纤维素的粘合剂，能增强植物体的机械强度，利于输导组织的水分运输和抵抗不良外界环境的侵袭。

木质素外观上是一种白色或接近无色的物质，相对密度大约在1.35~1.50 之间，非常坚硬，难溶于各种无机或有机溶剂[2]。

木质素属天然芳香族高分子聚合物，是一类在自然界存在量很大但是又较难降解的可再生资源，木质素不含易水解的重复单元，因而不受水解酶的攻击，不仅如此，它还和半纤维素以共价键形式结合，将纤维素分子包埋在其中，形成一种天然屏障，使纤维素酶不易与纤维素分子接触，给纤维素的降解也造成了困难[3]。

因此去木质素成为目前人们面临的一大难题。

1 白腐真菌降解木质素研究表明，在自然界中，木质素的完全降解是真菌、细菌、放线菌及相应微生物群落共同作用的结果。

其中，真菌起主导作用[4]，某些真菌能够有效的降解木质素，尤其是白腐真菌（white-rot fungus）可通过一系列的酶促反应实现对木质素的彻底降解。

白腐真菌是一类丝状真菌，分类学上属于真菌门，绝大多数为担子菌纲，少数为子囊菌纲。

实践报告课题名称：栓菌利用木质纤维素产生漆酶；专业班级：生物工程151班；姓名指导老师：一、研究背景木质纤维素是一种在自然界普遍存在的一种物质，白腐菌可以利用木质纤维素产漆酶漆酶(EC1.10.3.2, Laccase, lac)是一种含铜的多酚氧化酶，它能以分子氧作为电子受体将多种环境污染物氧化而生成水，是“生态友善”酶。

漆酶作用底物广泛、催化效率高，在生物制浆、食品工业、木材加工、生物合成、生物能源、生物检测和生物修复等领域应用广泛，如造纸木质素的处理、含酚工业废水的处理、有毒环境污染物(如多环芳烃、有机氯农药、多氯联苯和合成色素等)转化、杀虫剂和除草剂等农药的降解等(Rodgers et al, 2009; Abdel-Hamid et al., 2013)。

因此，漆酶被誉为“蓝色酶服务绿色化学”。

漆酶在植物、真菌、少数昆虫和细菌等物种中广泛存在。

真菌，尤其是担子菌门中的白腐菌是主要的漆酶产生者，且白腐菌中普遍存在表达模式、酶性质差异显著的多个漆酶同工酶。

已知的漆酶高产白腐菌主要来源于栓菌属(Trametes)、多孔菌属(Polyporus)、密孔菌属(Pycnoporus)、云芝属(Coriolus)、侧耳属(Pleurotus)、白腐菌属(Phlebia)和革耳属(Panus)等，其中栓菌属真菌的漆酶具有热稳定性高、氧化还原电位高等优势，且热稳定性酶还具有抵抗化学变性能力强、耐受强酸碱的能力强、酶反应速度快等优势，是重要的漆酶基因资源和特殊用途漆酶的潜在来源。

白腐菌漆酶在次级阶段受诱导表达，发酵周期长，需要外源添加诱导物（酚类、乙醇、某些金属离子）会造成污染、增加成本，因此商业漆酶价格昂贵严重制约了漆酶的大规模使用。

另一方面，因环境污染物的组成成分、存在环境的复杂性，对高温、酸碱、有机溶剂、重金属等特殊条件耐受力强的特殊性质漆酶需求十分迫切。

核桃青皮含有碳、氮能作为白腐菌生长的营养基质，同时核桃青皮中含有的酚类物质能作为漆酶诱导物，因此，核桃青皮是理想的白腐菌产漆酶基质。