偏肿革裥菌锰过氧化物酶酶学性质和染料脱色

【目的】研究白腐菌偏肿革裥菌(Lenzites gibbosa)所产锰过氧化物酶(MnP)纯酶的序列特征、酶学性质及其对染料的脱色能力,为其应用于木质素降解、染料脱色奠定基础。【方法】将纯化后的样品经SDS-PAGE检测后获得的唯一L.gibbosa MnP条带切割,采用Nano液相色谱-电喷雾串联质谱法联用(Nano LC-ESI-MS/MS)多肽测序技术对蛋白氨基酸序列进行测定。利用该SDS-PAGE图谱,建立蛋白分子量与迁移率的标准直线,从标准直线上求出MnP纯酶样品的表观分子量;参照酶活测定方法检测最适反应温度及温度稳定性、最适反应p H值及p H稳定性;采用lineweaver-Burk双倒数作图法求解米氏动力学常数Km值。研究L.gibbosa菌种培养液和MnP纯酶液对蒽醌类的茜素红、偶氮类的刚果红、杂环类的中性红和三苯基甲烷类的结晶紫等4种不同类型染料的脱色能力。【结果】串联质谱扫描出2条MnP的保守序列肽段,与克隆到的基因Lg-mnp1编码的Lg-MnP1(Gen Bank登录号:ACO92620)序列完全吻合,表明其所代表的酶蛋白Lg-MnP1就是唯一电泳带中主要的蛋白。Lg-MnP1的表观分子量为45.39 k Da,最适反应温度为35℃,在低于40℃的条件下都具有一定的催化能力,但温度超过50℃后迅速失活;其最适反应pH值为3.5,p H超过4.5反应程度就迅速下降,在p H为2~3时最稳定;在以2,6-DMP为底物时,在21℃条件下其米氏常数Km为6.124 mmol·L~(-1)。L.gibbosa培养液对染料在1 h的脱色率分别为茜素红100%、中性红22.17%、刚果红19.09%,对结晶紫的脱色率很低,在36 h脱色率仅为0.018%。纯化后的Lg-MnP1溶液对染料的最大脱色率在2 h分别为中性红100%、刚果红95.55%、茜素红75.85%和结晶紫36.57%。【结论】SDS-PAGE得到的唯一一条电泳带中的MnP是Lg-MnP1。Lg-MnP1是一种中温性、偏酸性的酶,与2,6-DMP的亲和力较大。L.gibbosa含有菌丝的培养液对茜素红具有彻底的降解效果,但Lg-MnP1纯酶液对中性红、刚果红和结晶紫的降解效率要远高于同时含有菌丝、漆酶和MnPs的培养液。     

白腐菌糙皮侧尔漆酶性质及其对蒽醌染料脱色性能的研究

白腐菌糙皮侧尔(Pleurotus ostreatus strain 3.42)分泌胞外漆酶，但未发现分泌木质素过氧化物酶(LiP)和锰过氧化物酶(MnP)、每升反应液以0．5mmol 2，2′-连氮-二(3-乙基苯并噻唑-6-磺酸)(ABTS)和0．1mmol的Cu^2 为诱导剂可明显提高漆酶酶活，酶活分别可达1000和800U／mL。与其它真菌漆酶相比，该酶最适反应pH值为3．5，在pH值4．0～6．0之间酶活性稳定；最适反应温度为65℃，在醋酸缓冲液(pH值5．0)中，反应温度低于50℃时，漆酶非常稳定；该酶对对-甲氧基酚的氧化速度要快于邻-甲氧基酚。叠氮化钠对该漆酶有强烈的抑制作用。蒽醌染料活性艳蓝KN-R(RBBR)可被该漆酶(30U／mL)直接脱色，12h脱色率为70％；添加小分子的介体物质ABTS(5μmol／L)，可使染料完全脱色。     

构巢曲霉转化子菌株产MnP条件优化及对3种染料的脱色

【目的】对转入猴头菌MnP1和MnP2基因的2个构巢曲霉转化子菌株TN02A7-He-mnp1和TN02A7-Hemnp2产MnP的初始培养条件进行优化,然后用优化后的酶液对3种染料进行脱色研究,以期提高锰过氧化物酶(MnP)活性。【方法】采用单因素试验进行最适产酶温度的筛选;正交试验检测血红素浓度、Mn~(2+)浓度、pH值和转速4个因素在3个水平下对酶活性的影响,并通过优化培养验证试验检测酶活性;吸光度法检测优化后的酶液对3种染料的脱色率。【结果】菌株TN02A7-He-mnp1产TN02A7-He-MnP1最适培养条件为:在MMPGRT培养基的基础上,加入2 g青杨木屑作为产酶底物,Mn~(2+)浓度为267μmol·L~(-1)、氯化血红素浓度为0.05 g·L~(-1)、培养液pH值为7.5,100 mL三角瓶中装液量为50 mL、接入2个φ=10 mm的菌块,于37℃、180 r·min~(-1)的摇床中培养120 h;菌株TN02A7-He-mnp2产TN02A7-He-MnP2最适培养条件与TN02A7-He-mnp1相似,只是氯化血红素溶液浓度为0.03 g·L~(-1),摇床转速为220 r·min~(-1),其他条件相同。在上述最适培养条件下,2个构巢曲霉转化子菌株产TN02A7-He-MnP1和TN02A7-He-MnP2的酶活性分别为133.62和147.09 U·L~(-1),是初始培养条件的2.89和3.46倍。染料脱色试验表明,2个菌株对杂环类染料中性红和偶氮类染料刚果红在4 h内达到58%以上的脱色率,16 h对中性红达到或接近100%,20 h对刚果红达到或接近100%。【结论】通过优化培养基成分与条件可以提高2个构巢曲霉转化子菌株MnP的产酶量,2个菌株对中性红和刚果红都有高效的脱色作用。     

松褐天牛幼虫肠道黏质沙雷氏菌培养条件与木质素降解功能

【目的】研究松褐天牛幼虫肠道内黏质沙雷氏菌木质素降解功能,为揭示松褐天牛与肠道细菌协作降解木质素的机制提供依据。【方法】以硫酸盐木质素液体培养基培养黏质沙雷氏菌,采用酶标仪微量测定法研究该菌对木质素的降解能力,考察其产木质素降解酶的种类及其变化,以及体外培养条件对该菌产优势降解酶———木质素过氧化物酶活性的影响。【结果】体外培养10天后黏质沙雷氏菌对硫酸盐木质素的累计降解率达94.12%,其中第4天的单日降解率最高,达15.16%。该菌在木质素培养基中可产木质素过氧化物酶、锰过氧化物酶、漆酶3种木质素降解酶,其中木质素过氧化物酶活性最高,然后依次是锰过氧化物酶和漆酶,前2种酶的日变化趋势与培养基中木质素的降解率相近。该菌产木质素过氧化物酶的最适培养基条件:p H5、硫酸木质素质量浓度3 g·L~(-1),有机氮源、酵母膏质量浓度5 g·L~(-1),Mg~(2+)、Ca~(2+)、Fe~(2+)、Mn~(2+)、K~+离子质量浓度分别为0.20、0.40、0.15、0.04和0 g·L~(-1)。【结论】黏质沙雷氏菌具有较强的木质素降解能力,可通过产生木质素过氧化物酶和锰过氧化物酶实现其对木质素的降解功能;培养基中木质素浓度、p H值、氮源种类及其浓度、金属离子及其浓度等对其产木质素过氧化物酶的活性均有显著影响。     

优化彩绒革盖菌产漆酶条件及染料脱色研究

对一株漆酶高产白腐菌———彩绒革盖菌的培养和产酶条件,包括培养基初始pH值、金属离子Cu2 和Mn2 的含量,以及诱导剂的种类、添加量和添加时间等相关因素进行了优化。结果发现该菌种适宜在pH值3.5~5.7环境下生长并合成漆酶,培养基中添加缓冲液可以获得更高的酶活,但不加则有较高的酶产率;铜和锰可以显著提高漆酶活力,当以0.1 mmol/L 2,5-二甲基苯胺为诱导剂时,培养基中宜含0.008~0.08 mmol/L Cu2 ,0.01 mmol/L左右的Mn2 。在5种常用漆酶诱导剂中,2,5-二甲基苯胺的效果最佳,且应在菌种进入对数生长期时加入效果最好,其最适添加浓度为0.4 mmol/L,此时最适产酶Cu2 浓度为0.4 mmol/L。研究显示漆酶在30和40℃下保持6 h后残余酶活分别为原来的95%和80%;60℃条件下,该酶保温1 h后的残余活力仅为原来的14%。该酶的最适反应温度是65℃,最适反应pH值为2.4~3。对20种常用染料进行的脱色研究显示,在pH值5、40℃条件下,该粗漆酶液可以直接作用于13种工业染料。     

木质层孔菌对不同染料脱色降解的研究

为探讨白腐真菌对偶氮类、三苯甲烷类、醌胺类等染料的脱色降解作用,用Fomes lignosus对偶氮类染料中的刚果红、醌亚胺类中的结晶紫和三苯甲烷类中的中性红的脱色作用进行了研究。结果表明:木质层孔菌对各种染料均有降解作用,而对醌亚胺类染料结晶紫的脱色率最高为55.27%(12 h),最佳添加时间为第4 d,最佳温度为35℃,脱色时间在32 h时脱色率达到75%以上。     

彩绒革盖菌产漆酶及其对染料脱色的研究

采用彩绒革盖菌(Coriolus versicolor)在液体深层发酵条件下产漆酶,优化后的最适工艺条件为:以1.1 g/L蔗糖与1.1 g/L葡萄糖作为复合碳源,氮源为1.88 g/L豆饼粉,初始pH值4.5,培养温度30 ℃,漆酶活力可达18.2 U/mL.漆酶的最适反应温度为60 ℃,在55 ℃以下酶活力均保持稳定.综合考虑漆酶作用的最适温度与热稳定性,确定该酶的适宜应用温度为55 ℃.利用粗酶液对染料酸性橙进行降解脱色试验,发现氧化还原介质可明显提高漆酶的催化能力,作用5 h最高脱色率可达96.5%,显示了漆酶在环境治理方面良好的应用前景.     

锰过氧化物酶应用的研究进展

介绍了锰过氧化物酶(MnP)及其产生菌的研究概况,综述了近年国内外关于MnP在纸浆的生物漂白、有机污染物的降解、染料的脱色、褐煤的生物降解、农业废弃物的处理和催化聚合反应等方面应用的研究进展。     

3种白腐菌木质素降解酶的比较

对3种白腐菌——黄孢原毛平革菌、变色栓菌和木质层孔菌在恒温振荡培养条件下产漆酶、锰过氧化物酶的情况进行比较研究,同时还对此3种菌在培养过程中还原糖的变化作了研究.结果表明:3种白腐菌中变色栓菌产漆酶相对最高,其漆酶酶活最高达到136.5 U/L,产酶最高时间为第8天;而木质层孔菌产锰过氧化物酶相对最高,其最高酶活达到880.2 U/L,产酶最高时间为第8天;同时在培养过程中还原糖含量随培养时间的延长而逐渐降低.     

沙棘叶片过氧化物酶的研究

沙棘是一种生命力极强的灌木,一般生长在干燥、寒冷的贫瘠山区。沙棘果实和叶片中含有丰富的生物活性成分,是珍贵的药食两用植物资源。同时沙棘还对防止水土流失、改善生态环境,具有十分重要的作用。对沙棘进行高层次的综合开发利用具有重要意义。过氧化物酶（POD）作为植物细胞内保护酶系统的一种,与植物抵御极端温度、干旱、重金属胁迫、病害等各种不良环境有着密切的关系。研究了在不同pH、温度条件下,从沙棘叶片中提取的过氧化物酶的稳定性。结果表明,沙棘叶片过氧化物酶的pH值稳定性和热稳定性都比较低,其作用最适pH值为6．2,最适温度为35℃。同时,实验还检测了底物浓度对沙棘叶片过氧化物酶活性的影响,其最适底物浓度为0．06mol／L。