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漆酶/介体系统研究进展

罗爽  谢天  刘忠川  王刚刚  
【摘要】:漆酶是一种多酚氧化酶,可以催化氧化多种酚类和非酚类底物,在木质纤维素降解、环境污染物生物降解或转化等领域具有潜在的应用价值,被认为是一种绿色环保、经济安全的酶催化剂.然而,氧化还原电势低等因素限制了漆酶的应用.小分子介体的发现,能有效提高漆酶的反应效率,扩大其作用范围,因而漆酶/介体系统(Laccasemediator system,LMS)的研究和应用日益受到关注.本文详细论述了介体的性质和分类、LMS的氧化机制和工业应用以及LMS与漆酶稳定性等内容.目前常用的介体分为3类,包括人工合成介体、酚酸类天然介体以及多金属氧酸盐等其它介体.相比于其他两类介体,天然介体的来源更广,价格低廉,低毒,辅助漆酶催化效率更高.在LMS中,介体参与反应的机制可分为3类:1)氢原子转移机制(Hydrogen atom transfer,HAT);2)电子转移机制(Electron transfer,ET);3)化学离子机制(Ionic mechanism type,IM).本文从3个方面探讨了漆酶/介体系统的应用:在纸浆漂白方面,漆酶/介体系统能提高木材及非木材的纸浆漂白率,提高漆酶对木质素的降解能力,并可优化纸浆性能及有效去除胶黏物;在染料脱色方面,LMS能有效去除顽固性染料;在污染物去除方面,LMS能高效降解顽固性污染物及羟基多氯联苯(Hydroxy polychlorinated biphenyls)污染物.本文还讨论了LMS中漆酶的稳定性问题,相比于合成介体,天然介体应用于LMS中更有利于漆酶的稳定.然而,漆酶/介体系统仍存在介体重复利用低、介体与底物摩尔比值偏高等问题.希望未来进一步研究的重心集中于LMS中的漆酶介体再生及漆酶稳定性.

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