漆酶的特性及其在工业中的应用

漆酶是一类含铜的多酚氧化酶,它通过将分子氧还原成水来氧化多种酚类和非酚类化合物,使之降解。目前,漆酶已在废水处理、生物制浆和生物传感器等领域得到广泛应用。结合当今该领域的最新研究进展,综述了漆酶在自然界的分布、结构、作用机理、影响因素及生物功能,并对其应用前景进行了展望,以期为该酶催化性能的进一步完善提供一定的借鉴。     

漆酶的研究进展及其应用

漆酶是一种多酚氧化酶,由于其在自然界分布广泛,并且在环保、纺织、印染、食品、化学合成等方面都具有广泛的应用前景,近年来得到了广泛的关注和研究。该文主要综述了国内外漆酶的研究进展及其应用,为细菌漆酶提供新的应用前景和方向。     

真菌漆酶的研究进展及其应用前景

漆酶生产菌株多为白腐真菌,常用的漆酶活性测定方法有分光光度法、ABTS法、微量热法等,其降解工业三废中的有毒有害物质被认为是一种效率较高,成本较低的且最有前途的方法,其对环境保护的研究以逐渐成为国内外研究的热点,本文阐述漆酶的性质、活性中心、结构特点以及其在环境治理方面的应用。     

纳米磁性载体在固定化漆酶技术中的应用

漆酶是一种具有高效催化效用的氧化酶。它的催化产物为水,完全不对环境产生任何污染,因而其利用受到各方研究人员越来越多的关注。近年来,随着新型材料、环境保护等相关领域的高速发展,大量高质量、高性能的材料在固定化漆酶方向得以应用。纳米磁性复合载体就是其中一种。它在回收循环利用、提高利用效率以及扩大漆酶可使用条件方面的效果明显。     

黑木耳漆酶基因在毕赤酵母中的表达及其酶学性质研究

应用SignalP 3.0 Server软件对黑木耳漆酶基因lac1(GenBank No.AY450405)编码的蛋白质序列进行分析,发现在其N端存在18个氨基酸的信号肽序列。通过RT-PCR克隆了lac1基因,分别构建带有自身信号肽的lac1基因毕赤酵母表达载体pPICN-lac1和以α因子信号肽替换自身信号肽的lac1基因毕赤酵母表达载体pPIC9-lac。将这两个载体转化巴斯德毕赤酵母(Pichia pastoris)GS115细胞,获得基因工程菌GS115-pPICN-lac1与GS115-pPIC9-lac。SDS-PAGE分析和酶活性测定结果表明,在转化后者中漆酶基因得到了有效分泌表达,而在转化前者中漆酶基因未能得到有效分泌表达。进一步研究确定GS115-pPIC9-lac菌株液体发酵的最适pH为4.0,在此发酵条件下,其分泌表达的漆酶最高酶活为0.149U·mL-1。酶学性质研究表明,该酶的最适反应温度为40℃,最适反应pH为5.0,在最适反应条件下其pH稳定性和热稳定性均较好。     

解淀粉芽孢杆菌芽孢漆酶在染料脱色中的应用

解淀粉芽孢杆菌LC03的芽孢漆酶具有较好的稳定性,通过制备具有漆酶活性的芽孢悬液,研究了芽孢漆酶对4种合成染料RB亮蓝、活性黑、靛红和结晶紫的脱色效果,并筛选出促进染料脱色的漆酶介体,同时考察了酶浓度、介体浓度对模拟染料废水脱色的影响。结果表明:RB亮蓝﹑活性黑和靛红在无介体时不能被脱色,在乙酰丁香酮(ACE)介导下的脱色率都超过了60.00%;在pH9.0时,芽孢漆酶-介体系统对模拟染料废水脱色的酶浓度和介体浓度分别为88.64 U/L和0.5 mmol/L时,2 h后脱色率可超过80.00%,表明该芽孢漆酶在染料废水的处理上具有较好的应用前景。      

特异腐质霉来源漆酶基因的克隆及其在毕赤酵母中的表达

漆酶是一种含铜的多酚氧化酶,在有机农药残留和木质素的降解方面具有潜在的工业价值。从特异腐质霉Y1(Humicola insolens Y1)中分离到了漆酶基因Lac1,其全长1 803 bp,编码600个氨基酸,与NCBI蛋白数据库比对结果表明,与来源于Chaetomium globosum CBS 148.51(XP_001228806)的多酚氧化酶序列相似性最高为71%,表明是一个新的漆酶基因。将其克隆入毕赤酵母表达载体pPIC9r中,通过PCR和SDS-PAGE检测证实基因已经整合入酵母基因组中且能分泌表达。在3 L发酵罐中,重组Lac1蛋白表达量达到3.79mg/mL发酵液,酶活性达到1.3 U/mL发酵液。酶学性质分析结果显示,漆酶的最适作用温度为65℃,最适反应pH为4.5,且在pH 6～11的范围内酶的相对活力均在70%以上。     

一色齿毛菌漆酶-介体系统在染料脱色中的应用

本文通过一色内毛菌LS0547漆酶粗酶液与紫脲酸（VA）或乙酰丁香酬（Ace）组成的漆酶一介体系统刈结品紫、靛红、活性黑KN—B染料进行脱色试验,探索pH、温度、染料浓度和漆酶浓度等条件对其脱色效果的影响。结果表明：在介体乙酰丁香酮（Ace）作用下,漆酶脱色靛红和活性黑KN—B效率高;存介体紫脲酸（VA）作用下结品紫脱...     

黄花蒿法呢基焦磷酸合酶、紫穗槐二烯合酶双功能酶基因的构建、原核表达与功能鉴定

试验将青蒿素生物合成途径中催化两步连续反应的酶(法呢基焦磷酸合酶和紫穗槐二烯合酶)的基因进行融合,经大肠杆菌表达后鉴定其融合蛋白的功能。结果表明:融合蛋白具有了双功能酶活性。双功能酶基因的构建,为进一步将双功能酶基因转入黄花蒿,提高青蒿素含量奠定了基础。     

来源于枯草芽孢杆菌的漆酶cotA基因克隆与表达及其酶学性质研究

漆酶作为一种含铜离子的多酚氧化酶,在环境保护、生物能源、食品工业和纸浆漂白等工业中有重要的应用价值。从枯草芽孢杆菌168菌株中克隆漆酶cotA基因,全长1 542 bp,编码513个氨基酸,外加一个终止密码子。将该基因在大肠杆菌Transetta（DE3）菌株中通过微好氧发酵法进行异源表达和纯化,获得的重组酶蛋白CotA的最适反应温度为60℃,最适pH为4.5。该酶在60℃具有较好的热稳定性,保温90 min后仍有71.70%的剩余酶活。最适反应条件下,重组酶对ABTS的Km为63.9±5 μmol/L,kcat为39.1±1/s,最大反应速率为0.005 μmol/L·min·mg,且在最适反应条件下,微好氧发酵法获得的重组酶蛋白CotA的比活（557.8 U/mg）是低温诱导法（0.2 U/mg）的2 655.4倍。因此,通过微好氧发酵法可以显著提高重组漆酶CotA的比活力。     

低温胁迫对烟草保护性酶类及氮和碳化合物的影响

目的探索外源甜菜碱对低温胁迫下烤烟幼苗生理特性的影响。方法以红花大金元和K326为材料进行盆栽试验,以在室温环境不施加外源甜菜碱条件下生长的烟草幼苗为正向对照(CK),以4 ℃低温胁迫下未施用外源甜菜碱溶液处理的烟草幼苗为负向对照(CK₀),设置5个外源甜菜碱浓度(0.0125、0.0500、0.1000、0.1500和0.2000 mol/L)对4 ℃低温胁迫3 d的烟草幼苗进行灌根处理,对渗透物质含量、抗氧化酶活性、多酚代谢相关酶及总酚含量等指标进行测定。结果施用外源甜菜碱可对低温胁迫下烟草的一系列生理指标产生影响：可提高过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)和多酚氧化酶(PPO)的活性;提高多酚含量以及苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性;使可溶性糖和可溶性蛋白的积累增加;使丙二醛(MDA)和超氧阴离子(O₂⁻)的含量以及电解质渗透率得到抑制。结论4 ℃低温胁迫下,红花大金元根施0.1500 mol/L、K326施 0.1000 mol/L外源甜菜碱具有最大缓解效应。     

核盘菌（Sclerotinia sclerotiorum）致病分子机理研究进展

核盘菌[Sclerotinia sclerotiorum (Lib.) de Bary]可以侵染包括油菜、大豆、向日葵等多种重要农作物在内的400多种植物,引致严重病害,对植物生产危害极大,越来越引起人们的重视.随着分子生物学技术在核盘菌研究中的应用,人们对其致病机理的研究也越来越深入.作者从细胞壁降解酶类、草酸毒素、侵染垫的形成和菌核形成的影响因素以及其与寄主的互作等方面,对核盘菌的分子致病机理研究进行了综述.     

偏肿革裥菌漆酶基因克隆及启动子序列分析

以优化后的漆酶培养基为基础,通过RT-PCR和RACE技术相结合,从偏肿革裥菌 Lenzites gibbosa 菌株中获得编码漆酶基因的cDNA及Genomic DNA的全长序列,Genomic DNA大小为2 165 bp.通过比较该漆酶基因的cDNA和Genomic DNA的全长序列,发现该基因包含11个外显子和10个内含子.cDNA序列的全长为1 873 bp,其中包含一个完整的ORF,长度为1 563 bp,编码520个氨基酸.序列在氨基酸水平上与彩绒革盖菌 Trametes versicolor 的相似性评价最高,相似性达83%.通过SEFA-PCR的方法,扩增得到漆酶基因起始密码子上游长986 bp的启动子序列.分析表明,该启动子区域上除分布有TATA-box、CAAT-box以及AP2等基本的转录起始元件外,还存在有多个潜在的顺式作用元件序列位点,包括7个MRE元件、2个STRE元件、1个HSEs元件、7个氮因子结合位点等.这些结果表明,不同的外源诱导物可以调节偏肿革裥菌漆酶基因的表达.     

海南4个地区犬体表蜱种鉴定及其无形体携带情况

为研究海南省犬体表蜱虫的种类及其携带无形体的情况,对4个地区犬蜱进行形态学、分子生物学鉴定及进化分析,且基于16S rRNA和gltA基因,通过PCR检测犬蜱携带无形体的情况。形态学及分子生物学鉴定结果表明,所有蜱类为血红扇头蜱（Rhipicephalus sanguineus）,基于蜱虫线粒体16S rDNA基因的系统发育树表明,研究中所获得的HN-01和HN-02基因序列处于不同的遗传进化分支,HN-01与已知的来自美国的血红扇头蜱(MH018842)处于同一分支,HN-02与来自泰国（KC170744）的血红扇头蜱处于同一分支,与我国甘肃省、北京市所获得的血红扇头蜱（JF979377、KC203362）序列亲缘关系较远。基于扁平无形体（Anaplasma platys）gltA基因的PCR结果表明,犬蜱携带有扁平无形体,其阳性率为1.1%(6/546)。基于16S rRNA基因的PCR检测结果表明,研究中获得的犬体表蜱未携带嗜吞噬细胞无形体（Anaplasma pagocytophilum）和牛无形体（Anaplasma bovis）。     

碱蓬属植物耐盐机理研究进展

碱蓬属(Suaeda)植物是一类典型的真盐生植物,属于重要的盐生植物资源,全球广泛分布.人们已经对20种碱蓬属植物进行了观察和盐胁迫实验,研究了不同器官或组织的生理生化特征及其对盐胁迫的反应,并基于这些研究分析了盐胁迫的应答机制.叶片肉质化、细胞内离子区域化、渗透调节物质增加和抗氧化系统能力增强是碱蓬属植物响应和适应盐胁迫的重要方式和途径.但迄今为止的研究工作尚有一定的局限性,主要包括:研究工作主要集中在植物地上部分,而对植物地下部分的研究较少;多是少数生物学指标或生理学现象的单独观察,而缺乏对生理代谢过程的整体和综合分析;针对某种碱蓬的独立分析较多,而与近缘种的比较研究较少;植物对中性盐胁迫的反应研究较多,而对碱性盐的研究较少.为进一步系统阐明碱蓬属植物的耐盐机制,今后的工作应注重碱蓬属植物响应和适应盐胁迫的信号网络和调控机制研究,基于系统生物学研究思路,采用现代组学技术探索该属植物响应盐胁迫的由复杂信号网络调控的特殊生理特征和特异代谢途径.     

钝突刺腹牙甲摩擦发音器的微细结构及发音机制

为了解钝突刺腹牙甲Hydrochara affinis的摩擦发音器微细结构并探讨其发音机制,于东北林业大学帽儿山实验林场采集实验标本,利用扫描电镜（scanning electron microscope,SEM）观察钝突刺腹牙甲摩擦发音器微细结构,并采用实验促使发音方法探讨它的发音机理。结果显示:钝突刺腹牙甲的雌、雄成虫都具有摩擦发音器,雌虫的发音锉平均长为（15.86±7.60）mm,宽为（162.10±81.70）μm;雄虫发音锉平均长为（14.28±7.20）mm,宽为（142.00±43.50）μm。虫体通过摩擦后翅径脉-鞘翅产生声音。钝突刺腹牙甲雌、雄成虫发音主要用于个体间通信,发音机制属于后翅径脉-鞘翅模式。     

蜈蚣草砷富集的分子机制研究进展

我国土壤砷污染形势严峻,威胁我国粮食安全和居民健康。蜈蚣草是世界上第一种被发现的砷超积累植物,也是为数不多的、成功应用于土壤砷污染修复的植物。对蜈蚣草砷富集分子机制开展研究,可为提高植物修复效率提供理论基础。本文介绍了蜈蚣草砷富集的分子机制,重点阐述了蜈蚣草中参与砷代谢的关键基因及其功能,并展望了相关研究的发展趋势。     

新疆部分地区环形泰勒虫Tams1基因型及遗传多样性分析

为了对新疆部分地区环形泰勒虫Tams1基因型及遗传多样性进行分析,本研究对新疆托克逊、艾丁湖、青河和伊吾地区奶牛血液DNA进行检测,采用PCR方法对Tams1基因扩增、克隆和测序,并进行序列比对。通过MEGA、DNAsp、NetNGlyc等软件及在线软件分析Tams1基因及其蛋白序列。结果显示：1)新疆地区23条环形泰勒虫序列除伊吾地区2号样品序列被归为G3型,其余均属于G1型;此外,新疆地区Tams1基因序列在核苷酸与氨基酸水平上分别具有90.1%～100%和83.9%～100%的相似性。2)Tams1序列在核苷酸的168～217和479～528位置之间可检测到广泛序列变异。通过Hd=0.994±0.006、π=0.071±0.002、S=178、h=38及k=52.32均显示Tams1序列较高的遗传多样性;中性指数结果显示当地环形泰勒虫Tams1基因单倍型数大于多态位点个数,遗传多样性呈平衡选择。3)Tams1蛋白的N末端显示出较大的序列变异性,在3个区域(氨基酸位置27～52、138～175和180～196)存在广泛变异。经B细胞抗原表位预测及3D结构同源建模,发现Tams1蛋白...     

不同产区白芷遗传多样性和品质特征

【目的】明确不同产区白芷Angelica dahurica种源遗传差异特征,分析具有遗传差异的白芷种源在同圃栽培条件下的品质特征差异。【方法】应用相关序列扩增多态性(SRAP)分子标记分析不同白芷种源的遗传组成,以同圃栽培的不同种源白芷为材料,应用高效液相色谱法(HPLC)测定7种香豆素类化学成分,构建HPLC指纹图谱,进而分析不同种源的品质特征。【结果】非加权组平均法(UPGMA)聚类分析显示：在遗传相似系数为0.84处,部分河北产区的白芷种源与南方产区的白芷种源产生分离。同圃栽培下,仅应用7种香豆素类化学成分不能明确区分不同白芷种源,应用HPLC指纹图谱进行主成分分析(PCA)后,具有遗传差异的种源之间出现品质特征的区分。【结论】不同产区白芷种源遗传相似度较大,同圃栽培的部分浙江白芷种源的药材可以应用HPLC指纹图谱与其他产地种源进行区分。图3表4参20     

侵染卡蒂姆7963的咖啡锈菌生理小种鉴定

研究中国咖啡主栽区咖啡种质资源圃中由专性寄生病原真菌咖啡驼孢锈菌(Hemileia vastatrix Berk.et Br.)引起的咖啡黄锈病(coffee leaf rust,CLR) 致病类型,对保护中国咖啡种质资源以及指导主栽区抗性品种的布局和选育具有重要意义。

收集分布在中国咖啡主栽区4个具有代表性的咖啡种质资源圃CLR病样,在超感病基因型寄主上进行扩繁及单孢分离,在特定基因型寄主上对咖啡驼孢锈菌的毒力基因进行鉴定,并推导出相应的致病类型。

57份样品中,有42份样品(占73.68%)被成功扩繁,有27份样品(占64.29%)被保存。根据样品信息录入23个CIFC条目,共鉴定出3种致病类型：XXXVII (v_2,5,6,7,9),占86.96%,为优势致病类型;New race(v_2,5,6,7),占8.69%,为在中国种质资源圃CLR调查的首次报道;XXXIV (v_2,5,7,9),占4.35%。

中国咖啡主栽区咖啡驼孢锈菌群体遗传结构正在发生改变,原有致病类型已渗入位于主栽区内的种质资源圃,并在基因型相近的寄主上加速进化;新的致病类型在主栽区内的咖啡基地和种质资源圃之间随机流动,并对当前主栽品种的抗性造成威胁。研究结果将为中国咖啡种质资源圃的科学管理提供重要依据,为CLR防控提供理论支持。