理论教育 漆酶与去木质作用—《多酚氧化酶导论》

漆酶与去木质作用—《多酚氧化酶导论》

时间:2023-10-17 理论教育 版权反馈
【摘要】:木质组织的去木质素作用一直受到广泛的研究关注,特别在纸浆和造纸工业。对于被白腐真菌腐蚀的木材,毫无疑问漆酶是参与了去木质作用的重要酶类之一。酚类底物可以增强某些漆酶的稳定性,某特定的酚类化合物还可以作为反应介质增强漆酶对木质素的降解能力。这些特性与漆酶对底物的去木质化作用之间有微小的协调难度。因此,尽管漆酶的去木质化作用毋庸置疑,那么除了这一领域取得的进步外,漆酶仍然有许多未被清晰阐明的面貌。

漆酶与去木质作用—《多酚氧化酶导论》

木质组织的去木质素作用一直受到广泛的研究关注,特别在纸浆和造纸工业(Camarero and Ibarra et al.,2007)。由于漆酶对木质纤维去木质化,因此该酶成为制备纸浆的方法之一。针对漆酶去木质作用进行了多方面的报道,尤其对反应介质的研究,并发展出了能够在使大分子酶在低分子介质中催化木质纤维反应的化合物。

对于被白腐真菌腐蚀的木材,毫无疑问漆酶是参与了去木质作用的重要酶类之一。无论是单独存在的漆酶,还是与木质素过氧化物酶和锰过氧化物酶一起出现的漆酶,都在白腐菌类中表现出广泛的多样性。这样的生物清单很长,此处不详细说明。这类漆酶中许多酶结构已经得到描述,令人惊奇的是,除了以木质素为底物这一相同点外,各漆酶在分子量、最适pH和其他特性方面存有相当大的变异。酚类底物可以增强某些漆酶的稳定性(Mai and Schormann et al.,2000),某特定的酚类化合物还可以作为反应介质增强漆酶对木质素的降解能力。

出人意料的是,当腐蚀发生后,漆酶只与底物细胞壁发生束缚。更为有趣的是,栓菌属的漆酶可在酿酒酵母内高效表达,而这种转化酵母对酚类化合物表现出相当大的耐受性(Larsson and Cassland et al.,2001)。这些结果表明,白腐菌漆酶可以继续利用木质素的降解产物,且该酶还可对酚类化合物表现高耐受性,尽管这些化合物被认为是抑制性化合物。在这个过程中,需假定漆酶产物中的自由基快速参与次级反应而被清除。(www.daowen.com)

令人困惑的是,凋落叶中的漆酶相当稳定,如橡树落叶,这可能是由于落叶吸收了土壤腐植酸成分(Criquet and Farnet et al.,2000)。随之引发了一个明显的问题,落叶中漆酶的残留是否在后续落叶降解过程中具有某种生态学意义。对于白腐菌,Marasmius quercophilus,利用它来分解橡树落叶可观察到明显的漆酶分泌(Dedeyan and Klonowska et al.,2000)。侧耳属所形成的某种漆酶在细胞内或细胞壁均具有活性。这些特性与漆酶对底物的去木质化作用之间有微小的协调难度。因此,尽管漆酶的去木质化作用毋庸置疑,那么除了这一领域取得的进步外,漆酶仍然有许多未被清晰阐明的面貌。腐蚀木材的不同担子菌纲之间的相互作用表明漆酶的构造具有多种模式,针对这一课题需要更详细且可靠的试验研究(Iakovlev and Stenlid,2000)。

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