漆酶的固定化及其在废水处理中的应用
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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。
微生物固定化技术的应用
微生物固定化技术是一种利用特定载体将微生物固定在其中,从而形
成固定化生物反应器的技术。
这种技术被广泛应用于生物处理、食品工业、制药工业、环境工程等领域,以下是一些应用方面的具体例子:
1.生物废水处理:利用固定化微生物反应器对污水进行处理,可降解
污水中的有机物和氮化物,减少污染物的排放。
2.食品工业:利用固定化酶和微生物进行制酸、发酵等过程,提高产
品质量和生产效率。
3.制药工业:利用固定化细胞或酶制备药物,提高出药率和产量,减
少废水和废气的排放。
4.处理重金属污染:固定化微生物对重金属污染进行处理,从废水中
去除重金属离子,减少对环境的污染。
5.土壤修复:利用固定化微生物对污染土壤进行修复,可以去除土壤
中的有害物质,恢复土壤质量。
6.生产生物能源:利用固定化微生物进行生物燃料和生物气体的生产,提高能源利用率和环保性。
总之,微生物固定化技术可以为许多领域带来更加有效和环保的解决
方案,是一种十分有用的生物技术。
酶的固定化名词解释为了更好地理解酶的固定化,我们需要先了解一些基本的概念和名词。
酶是一种生物催化剂,它能够将化学反应的速率加快数百倍,甚至几千倍。
酶能够在体内进行催化作用,但是在工业中,酶的使用通常需要将其提取出来并进行固定化处理。
酶的固定化是对酶进行处理,使其能够在固定的材料上稳定存在并进行催化作用。
将酶固定在固体支持材料(例如聚四氟乙烯、聚丙烯等)上,然后将其包装成固定化酶催化剂,可以大大提高酶的稳定性和重复使用率,从而减少了生产成本和废弃物的产生。
下面,我们来具体了解一些与酶的固定化相关的名词和概念。
一、酶的特性1、酶的亲和力酶的亲和力指的是酶与反应物之间结合的强度。
酶与反应物之间的亲和力越大,酶的催化效率就越高。
2、酶的催化效率酶的催化效率指的是在特定条件下,酶催化反应的速率。
酶的催化效率越高,酶能够催化反应的速度越快。
3、酶的稳定性酶的稳定性指的是酶在特定条件下的稳定性。
稳定的酶能够长时间地保持其催化活性,从而减少了酶失活的可能性。
二、酶的固定化方式1、吸附法吸附法是将酶分子直接吸附到固体材料表面上,例如有机树脂、硅胶、纤维素等。
吸附法具有操作简单、易于控制等优点,但其中的酶易于脱落,稳定性较差。
2、包埋法包埋法是将酶固定在聚丙烯、聚乙烯等材料中。
在制备过程中,在酶与材料之间添加辅料,或利用聚合反应构筑复合材料结构。
包埋法的优点是稳定性强,但是酶催化效率较低。
3、共价固定化共价固定化是将固体支持材料和酶分子通过化学键或其他共价键结合在一起,从而形成一种新的化合物。
共价固定化的优点是稳定性强,催化效率高,但需要复杂的制备过程和化学反应条件的严格掌控。
三、固定化酶的应用1、废水处理将固定化酶催化剂添加到废水中,可以有效地去除废水中的有害物质和污染物,从而达到净化废水的目的。
2、食品加工固定化酶催化剂可以在食品加工中发挥重要作用,例如在面包、奶酪和啤酒等食品的制备过程中,利用固定化酶催化剂进行酵素催化反应。