白腐真菌木质素降解酶系研究进展

白腐真菌

白腐真菌 前言 白腐真菌(white rot fungi)为丝状真菌，系木腐真菌(wood—degrading fungi)的一种，绝大多数为担子菌纲，少数为子囊菌纲，着生在木材上，因其能降解木材中的木质素、纤维素和半纤维素使木材呈现特征性的白色腐朽状而得名。日前研究最多的有：黄孢原毛平革菌(Phanerochete chrysosporium)[1]、彩绒草盖菌(Coridusversicolor)、变色栓菌(Thametes versicolor)、射脉菌(Phlebia radiata)、风尾菇(Pleurotus pul—mononanus)等。其中黄孢原毛平革菌是其典型种，也是研究木质素降解的模式菌。白腐真菌是已知的唯一能在纯系培养中有效地将木质素降解为CO2和H2O 的一类微生物。木质素是由苯丙烷单元通过醚键和碳一碳键连接而成的具有三维空间结构的高分子芳香族类聚合物。组成单元的结构及其连接键复杂而稳定，使得木质素很难降解[2]。木质素结构的异质性和不规则性，决定了对其生物降解的复杂性和特殊性。白腐真菌经过长期进化，形成了相应的适应性特性：白腐真菌能分泌氧化酶到胞外，在催化氧化过程中形成自由基，进而攻击木质素结构，此过程不需要特异的电子供体，因此其作用具有非特异性[3]。1983年Kirk和Gold两个研究小组发现能够利用白腐真菌的上述生物学特性降解染料[4,5]。此后，白腐真菌受到许多研究者的高度关注，并在将白腐真菌应用于降解诸如染料、三硝基甲苯(TNT)等许多难降解有机物方面进行了有成效的探索[6]，在木质素降解酶的生理生化过程以及基因调控方面获得了一些有意义的研究成果。以下就酶系统基因结构，催化机制，应用及新发展几方面进行介绍。木质素降解酶系统 白腐真菌依赖一系列酶催化反应实现对难降解有机物的转化，这一过程殊为复杂，其中的关键酶系为木质素降解酶系。木质素降解酶主要包括了3 种酶:木质素过氧化物酶( lignin peroxidase，LiP) 、锰过氧化物酶( mangnase peroxidase，MnP) 、漆酶( laccase，Lac) 这3 种木质素降解酶均能单独降解木质素，也能两两联合，或者3 种酶一起作用对木质素进行降解。 1、木质素降解酶的比较 1.1 LiP、MnP 和Lac 三种酶的结构及组成特点

漆酶催化活性中心结构及应用的研究进展

第8卷第2期2000年　6月 纤维素科学与技术 Journal of Cellulose Science and T echnology V ol.8　N o.2 Jun.　2000 综述评论漆酶催化活性中心结构及应用的研究进展Ξ 李光日　余惠生3　付时雨　秦文娟 (中国科学院广州化学研究所纤维素化学开放研究实验室　广州　510650) 文　摘:综述了漆酶催化活性中心结构及应用的研究进展。漆酶的催化 反应发生在铜离子形成的活性中心,但其氧化能力与氨基酸配体有密切 的关系。漆酶可应用于带有羟基或氨基的芳香族单体的聚合反应,偶氮 染料的合成及降解,稠环芳烃的降解去毒等。同时在纸浆的洁净漂白,化 学分析中痕量物质的检测,食品的保鲜及改良和环保等方面有重要应用。 关键词:漆酶,催化活性中心结构 中图法分类号:Q55 0　前　言 漆酶是一类含铜的多酚氧化酶(P—diphenol:oxidoreductase,EC1.10.3.2)。早在1883年,Y oshida从漆树的分泌物中发现了一种蛋白质,它可使油漆迅速固化[1]。1894年Bertrand将这种蛋白质命名为漆酶[2]。随后人们发现这种酶不仅存在于漆树的分泌物中[3～5],而且存在于多种植物[6～8]、昆虫[9,10]和高等真菌中[11～15]。 近年来,漆酶在痕量物质的分析、染料合成与降解、食品性质的改良、环保和皮革工业等领域显示了较高的应用价值。尤其重要的是漆酶在氧化还原介体的协助下具有降解木素的能力[16],可以用于纸浆中残余木素的脱除,有利于发展全无氯的纸浆漂白技术。与传统的氯漂工艺相比,利用漆酶来脱除纸浆中的残余木素,不会产生有毒性的氯酚类化合物,对减少环境污染有着重要的意义。因此漆酶作为一种具有很大的潜在应用价值的酶越来越受到人们的关注。关于漆酶产生方面的研究大多数是以白腐菌为研究对象,只有少数是以细菌[17]为研究对象。王佳玲等人对产漆酶白腐菌菌种,培养方式及产漆酶效果的影响因素等方面做过较为系统的总结[18]。本文将分以下三个方面对近年来有关漆酶的一些研究结果进行扼要的综述。 1　漆酶的催化活性中心结构 漆酶一般以单蛋白体的形式存在,其分子量范围一般是从52K Da到110K Da,也有些漆酶分子的分子量大于110K Da。不同来源的漆酶其分子被不同程度地糖基化,碳水化合物含量占10%～45%(质量分数),一般情况下真菌漆酶的碳水化合物含量要低于植物漆酶的碳水化合物含量[19]。含有糖基的蛋白不易结晶,为了研究漆酶蛋白多肽的 收稿日期:2000-01-06 国家自然科学基金和广东省科学基金资助课题 3通讯联系人

白腐真菌的木质素降解酶

２６生物学通报２００５年第４０卷第８期 １２００ｍ以下的山地林中，在四川和云南垂直分布可达到３５００ｍ。 从系统位置看，上述植物都是裸子植物中较进化的科属类群。由于它们的种子常常为假种皮等附属结构所全部或部分包被，而使种子呈核果状、坚果状或浆果状。这些情况不但反映出裸子植物与被子植物之间的系统亲缘关系，而且对于裸子植物的进化与适应辐射也具有重要的意义。一方面，这些结构能够对种子起到良好的保护作用；另一方面，这类肉质营养组织可以作为传播其种子的食果动物的食物，从而吸引并促进动物对裸子植物种子的传播。裸子植物由种子及肉质假种皮或种鳞所构成的传播体在种子传播功能上，以及鸟类等食果动物对这类裸子植物种子取食与传播的方式和途径方面也是与被子植物的肉质果实完全相同的［４－５］。事实上，即使在被子植物一些适应于鸟类等食果动物传播种子的植物类群中，如荔枝属（Ｌｉｔｃｈｉ）和卫矛属（Ｅｕｏｎｙｍｕｓ）等，它们的核果或蒴果中的肉质结构也并非来源于子房壁发育而来的果皮，而是同样为包被种子的假种皮。 参考文献 １周云龙．植物生物学，第２版．北京：高等教育出版社，２００４，３６５—３６６． ２ＲａｖｅｎＰ．Ｈ．ＪｏｈｎｓｏｎＧ．Ｂ．．Ｂｉｏｌｏｇｙ，ＦｏｕｒｔｈＥｄｉｔｉｏｎ．Ｂｏｓｔｏｎ：Ｍｃｇｒａｗ－ＨｉｌｌＣｏｍｐａｎｉｅｓ，１９９６：７３１—７３３． ３中国科学院中国植物志编辑委员会．中国植物志，第７卷，北京：科学出版社，１９７８：１—５４２． ４李新华，尹晓明，贺善安．南京中山植物园秋冬季鸟类对树木果实的取食作用，动物学杂志，２００１，３６（６）：２０—２４．５李新华，尹晓明，贺善安．南京中山植物园秋冬季鸟类对植物种子的传播作用，生物多样性，２００１，９（１）：６８—７２． （ＢＦ） 木质纤维素（ｌｉｇｎｏｃｅｌｌｕｌｏｓｅ）主要由纤维素（ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ）、半纤维素（ｈｅｍｉｃｅｌｌｕｌｏｓｅ）和木质素（ｌｉｇｎｉｎ）所组成，是自然界中广泛存在的可再生的数量巨大的生物质（ｂｉｏｍａｓｓ）资源。木质素是由苯丙烷衍生物单体（如香豆醇、松柏醇和芥子醇等）构成的一种结构复杂的立体网状物质，是植物细胞胞间层和初生壁的主要填充物。在植物组织中，木质素与半纤维素一起构成了包裹在纤维素周围的基质，占植物细胞化学组成的１５％～３６％。木质素是第２大类天然聚合物，在数量上仅次于纤维素。由于木质素立体结构的复杂性，所以绝大多数微生物不易对其进行生物学降解。木质素的微生物降解作用是维持自然界生物碳素循环的重要组成部分。白腐真菌所产生的木质素降解酶可有效地分解木质素和芳香族污染物，因而在生物制浆、纸浆的生物漂白和环境保护等方面具有重要的研究价值和应用前景。１木质素降解酶的来源 迄今为止，已知参与降解木质素的微生物包括真菌、放线菌和细菌，其中，真菌是最为重要的一类。由于微生物的作用，木材腐朽时形态上发生变化，人们把参与木材腐朽的真菌分为白腐真菌（ｗｈｉｔｅ－ｒｏｔｆｕｎｇｉ）、褐腐真菌（ｂｒｏｗｎ－ｒｏｔｆｕｎｇｉ）和软腐真菌（ｓｏｆｔ－ｒｏｔｆｕｎ－ｇｉ），其中白腐真菌是一类能够引起木材白色腐朽的真菌，它们绝大多数属于高等担子菌，也是目前已知在自然界中降解木质素能力最强的一类真菌。在整个木质素生物降解系统中，虽然细菌、放线菌、软腐菌和褐腐菌也能够发挥一定作用，但是，一般认为它们仅起次要作用。降解木质素的微生物主要是一些可分泌胞外过氧化物酶的白腐真菌。目前，用于木质素降解研究 的只有１０余种，主要是烟管菌属（Ｂｊｅｒｋａｎｄｅｒａ）、香菇菌属（Ｌｅｎｔｉｎｕｌａ）、平革菌属（Ｐｈａｎｅｒｏｃｈａｅｔｅ）、侧耳属（Ｐｌｅｕ－ｒｏｔｕｓ）和栓菌属（Ｔｒａｍｅｔｅｓ）中的一些种。白腐真菌所产生的参与木质素降解的酶系主要由木质素过氧化物酶（ｌｉｇｎｉｎｐｅｒｏｘｉｄａｓｅ，ＬｉＰ）、锰过氧化物酶（ｍａｎｇａｎｅｓｅｐｅｒ－ｏｘｉｄａｓｅ，ＭｎＰ）和漆酶（ｌａｃｃａｓｅ）等所组成，这些酶类合称为木质素降解酶或木质素酶。 ２木质素降解酶的催化反应机理 木质素过氧化物酶（ＬｉＰ）以低浓度Ｈ ２ Ｏ ２ 为氧化剂，经历一个双电子氧化步骤和两个单电子还原步骤，使非酚型芳香族底物形成阳离子自由基，后者再进行一 系列非酶催化的反应从而导致芳香环裂解。当Ｈ ２ Ｏ ２ 和二羧酸螯合剂（如丙二酸盐和草酸盐）存在时，锰过氧化物酶（ＭｎＰ）能氧化Ｍｎ２＋成为Ｍｎ３＋，后者再进一步氧化各类酚型化合物，如２，６－二甲氧基酚、香草丙酮和苯酚等。在许多真菌中，ＭｎＰ是木质素起始降解的关键酶，因为ＭｎＰ可产生强氧化态的Ｍｎ３＋，Ｍｎ３＋作为可扩散的氧化还原介质再进一步裂解木质素聚合物中的芳香 白腐真菌的木质素降解酶 陈素华（菏泽市牡丹区北城中学山东菏泽２７４０００） 摘要简述了白腐真菌木质素降解酶的概念、催化反应机理及在纸浆的生物漂白和染料脱色中的应用。 关键词白腐真菌木质素降解酶木质素生物漂白染料脱色 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

木质素的研究进展

Botanical Research 植物学研究, 2016, 5(1), 17-25 Published Online January 2016 in Hans. https://www.wendangku.net/doc/1711467651.html,/journal/br https://www.wendangku.net/doc/1711467651.html,/10.12677/br.2016.51004 Progress in Research on Lignin Yongbin Meng1*, Lei Xu1, Zidong Zhang1, Ying Liu2, Ying Zhang2, Qinghuan Meng2, Siming Nie2, Qi Lu1,2 1National Engineering Laboratory for Ecological Use of Biological Resources, Harbin Heilongjiang 2Key Laboratory of Forest Plant Ecology, Ministry of Education, Northeast Forestry University, Harbin Heilongjiang Email: 347576614@https://www.wendangku.net/doc/1711467651.html,, luqi42700473@https://www.wendangku.net/doc/1711467651.html, Received: Dec. 10th, 2015; accepted: Dec. 24th, 2015; published: Dec. 30th, 2015 Copyright ? 2016 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). https://www.wendangku.net/doc/1711467651.html,/licenses/by/4.0/ Abstract Lignin is a renewable aromatic polymer in nature, and it can be used in the process of high added value. In addition, the oil and natural gas are facing the serious situation of increasingly exhausted. Lignin as a part of alternative fossil raw materials shows a good application prospect. In order to realize the use of lignin, firstly, we must understand the composition and structure of lignin. Stat-ing from the chemical composition of lignin, this paper analyzed and compared some methods and techniques for separation as well as extraction, and application of lignin extraction, focused on the latest progress in the structure of lignin, and forecasted the development direction of lignin ap-plication. Keywords Lignin, Structure, Separation, Application 木质素的研究进展 孟永斌1*，徐蕾1，张子东1，刘英2，张莹2，孟庆焕2，聂思铭2，路祺1,2 1生物资源生态利用国家地方联合工程实验室，黑龙江哈尔滨 2东北林业大学森林植物生态学教育部重点实验室，黑龙江哈尔滨 Email: 347576614@https://www.wendangku.net/doc/1711467651.html,, luqi42700473@https://www.wendangku.net/doc/1711467651.html, 收稿日期：2015年12月10日；录用日期：2015年12月24日；发布日期：2015年12月30日 *第一作者。

真菌漆酶的研究进展及其应用前景

万方数据

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真菌漆酶的研究进展及其应用前景 作者：周雪婷， 张跃华， 罗志文， 潘亭如， 缪天琳 作者单位：佳木斯大学,黑龙江佳木斯,154007 刊名： 农业与技术 英文刊名：Agriculture & Technology 年，卷(期)：2012,32(9) 参考文献(33条) 1.王光辉;季立才中国漆树漆酶的底物专一性 1989 2.Nina H;Laura-Leena K Crystal structure of a laccase from Melanocarpus albomyces with an intact trinuclear coper site 2002(08) 3.雷福厚;蓝虹云漆树漆酶和真菌漆酶的异同研究[期刊论文]-中国生漆 2003(01) 4.李慧蓉白腐真菌生物学和生物技术 2005 5.Harald Claus Laccases:structure.reactions,distrihution 2004(35) 6.张丽白腐真菌产漆酶对染料废水降解的研究 2004 7.张敏;肖亚中;龚为民真菌漆酶的结构与功能[期刊论文]-生物学杂志 2003(20) 8.Gimifreda L;Xu F;Bollag J-M Laccases:a useful group of oxido reductive enzymes 1999(03) 9.Xu F;Kulys J J;Duke K Redox Chemistry in Laccase-Catalyzed Oxidation of N-Hydroxy Compounds 2000(66) 10.堵国成;赵政;陈坚真菌漆酶的酶活测定及其在织物染料生物脱色中的应用[期刊论文]-江南大学学报（自然科学版） 2003(02) 11.缪静;姜竹茂漆酶的最新研究进展[期刊论文]-烟台师范学院学报(自然科学版) 2001(17) 12.刘尚旭;赖寒木质素降解酶的分子生物学研究进展[期刊论文]-重庆教育学院学报 2001(14) 13.何为;詹怀宇;王习文;伍红一种改进的漆酶酶活检测方法[期刊论文]-华南理工大学学报（自然科学版） 2003(31) 14.季立才;胡培植漆酶结构,功能及应用 1996(18) 15.侯红漫白腐菌Pleurotus ostreatus漆酶及对蒽醌染料和碱木素脱色的研究 2004 16.Huang Z Y;Huang H P;CaiR X Organic solvent enhanced spectrofluorin etric method for determition of laccase activity 1998(01) 17.Badiani M;Felici M;Luna M Laccase assay by means of highperfomance liquid chromatography 1983(02) 18.Wood D.A Production,Purification and Properties of Extracelluar laccase of Agaricus bisporus 1980(17) 19.林俊芳;刘志明;陈晓阳真菌漆酶的酶活测定方法评价[期刊论文]-生物加工过程 2009(04) 20.望天志;李卫莲;万洪文微量热法测定漆酶的活性[期刊论文]-自然杂志 1997(06) 21.Kirk T K;Farrell R L Enzymatic "combustion":The microbial degradation of lignin 1987(10) 22.张爱萍;秦梦华;徐清华漆酶在制浆造纸中的应用研究进展[期刊论文]-中国造纸学报 2004(02) 23.Reid I D Biological pulping in paper manufacture 1991(08) 24.Bergbauer M;Eggert C;Kraepelin G Degradation of chlorinated lignin compounds in a bleach plant effluent by the white-rot fungus Trametes Versicolor 1991(35) 25.林建城酶在食品工业,轻工业和环境保护上的应用分析[期刊论文]-莆田学院学报 2005(02) 26.林鹿;陈嘉翔白腐菌对纸浆CEH漂白废水的脱色、消除毒性和芳香化合物的降解 1996(11) 27.E Rodriguez;MA.Pickard;R Vazquez-Duhalt Industial dye decolorization by laccases from ligninolytic fungi 1999(38) 28.Bollag J M;Myers C Detoxification of aquatic and terrestrial sites through binding of pollutants to humic substances 1992(117-118) 29.Majcherczy A Oxidation of ploycyclic aromatic hydrocarbons (PAH) by laccase of Trametes versicolor 1998(22) 30.刘涛;曹瑞饪漆酶在环境保护领域中的研究及应用进展[期刊论文]-云南环境科学 2005(03) 31.Collins P J;Kotterman M J J;Field J A;Dobson A Oxidation of Anthracene and Benzo[a]pyrene by Laccase from Trametes versicolor[外文期刊] 1996(12)

木质素

木质素的应用研究进展 林化10-3班边少杰100524326 摘要：木质素与纤维素和半纤维素是构成植物骨架的主要成分，木质素是自然界中含量第二的天然高分子化合物，其含量仅次于纤维素。它是制浆造纸工业的主要副产物，也是木材水解工业中不可缺少的副产物，是重要的可再生资源之一。研究和发展应用木质素技术是化工领域和生物质应重视的热点和难点问题。木质素的利用面广，主要分为木质素的高分子利用和木质素的降解利用。本文主要阐述了木质素的高分子应用主要包括木质素在吸附剂，表面活性剂，水处理剂，粘合剂，橡胶复合材料，替代柴油及木质素在农业生产中的应用。木质素的降解利用主要体现在生产香草醛上。通过对木质素应用领域的研究，可以看出木质素的的应用面广泛，市场潜力巨大。同时，我们也发现在其生产中面临的问题。如何利用木质素，提高生产技术，增加产品产量，提高产品性能，减少化学污染使我们面临木质素研究主要面临的问题。相信在时代步伐的指引下，我们必将逐个击破这些问题，为更好，更广泛的应用木质素做出努力。 关键字：木质素背景高分子利用降解利用面临问题

目录 1.序言 (3) 2.概述 (3) 2.1 木质素的结构与特性 (3) 2.2 木质素的分类 (4) 3.木质素的综合利用 (4) 3.1 木质素的高分子利用 (4) 3.11 木质素在表面活性剂、活性炭的研究 (4) 3.12 在树脂粘合剂合成中的应用 (5) 3.13木质素在橡胶复合材料中的应用 (5) 3.14 木质素作水处理剂的应用 (6) 3.15 木质素替代柴油技术 (6) 3.16 木质素在农业生产中的应用 (6) 3.2 木质素的降解利用 (7) 3.21 木质素制备香草醛的研究 (7) 4. 结语 (7) 参考文献: (8)

白腐菌对玉米秸秆木质素降解的效果

白腐菌对玉米秸秆木质素降解的效果 摘要 摘要: 添加不同品种和比例的白腐菌，研究其对玉米秸秆中木质素的降解情况。结果表明，在尿素与白腐菌的共同作用下，玉米秸秆的粗蛋白含量平均提高180% ; 在白腐菌的单独作用下 摘要: 添加不同品种和比例的白腐菌，研究其对玉米秸秆中木质素的降解情况。结果表明，在尿素与白腐菌的共同作用下，玉米秸秆的粗蛋白含量平均提高180% ; 在白腐菌的单独作用下，平均降解木质素33. 4% 。2 株白腐菌对玉米秸秆中木质素的降解速率不同，白腐菌2 ( 编号GIM3. 393) 对木质素的降解能力优于白腐菌1 ( 编号GIM3. 383) 。 关键词: 白腐菌; 木质素; 粗蛋白; 玉米秸秆 玉米秸秆是丽水最常见农作物的废弃资源，使玉米秸秆资源化利用既可美化农村环境，保护水资源环境，营造农旅结合的优美环境，又为畜牧养殖业提供可食性的资源，丰富饲料的品种，达到资源循环利用的目的。但玉米秸秆用作草食性动物的饲料还存在几个缺点，主要是粗蛋白含量低、木质素含量偏高、食口性差[1]。本试验通过在玉米秸秆中加入不同比例、不同品种的白腐菌，作用不同时间后，测定白腐菌对玉米秸秆中的木质素降解及粗蛋白的含量变化的影响[2-3]，了解白腐菌对玉米秸秆的木质素降解情况，为玉米秸秆的进一步利用提供理论依据。 1 材料与方法 1. 1 供试菌株 白腐菌来源于上海名劲生物科技有限公司，编号GIM3. 383 ( 标记为A) 、GIM3. 393 ( 标记为B) ，黄孢原毛平革菌。 1. 2 材料 来源于丽水市莲都区收集而来的成熟后的玉米秸秆，将其截成3 ～5 cm 的长度，加入10% 的尿素，处理4 ～5 h。此时玉米秸秆湿度为60% 左右。

木质素的应用研究进展

木质素的应用研究进展 木质素的应用研究进展转载2010-01-2908:43:41中国人造革合成革网 木质素又称作木素,是自然界唯一能提供可再生芳基化合物的非石油资源,且数量仅次于纤维素,为第二多天然高分子材料[1,2]。木质素主要源于工业制浆的副废物,由于其自然降解时间较长,排放掉对环境有不利影响。随环境、资源问题的日益突出,对木质素的充分利用越来越受到人们的重视。利用木质素的方式概括起来有两种:一是通过化学或生物方法将木质素降解为小分子后用作化 一是以大分子形式直接利用,这是目前木质素的主要利用方式。工原料; 木质素广泛存在于植物体中,是复杂的天然芳香族聚合物。在提取和分离过程中木质素原有结构可能会被破坏,因此确定木质素的准确结构较困难。通过对木质素碎片的结构研究并结合生物化学解释,认为木质素由多个苯丙烷结构单元组成,结构相似的对羟基肉桂醇、松柏醇或芥子醇的苯氧基偶合,形成一种异质多晶天然高分子聚合物。研究发现,木质素结构单元之间的联接方式较多且不一致,并且提取木质素的标本不同,其组成与结构也不同。天然结构中,单元间主要联接方式是β-O-4和α-O-4,约占50%左右;其他有代表性键型是β-5、β-1、5-5等。 1木质素高分子的利用 目前木质素主要以大分子形式利用,主要利用其良好的分散性、粘合性和表面活性。 1.1在土木工程中的应用 国内和前苏联等国开展了此方面的研究。源于非木本植物的工业木质素衍生物分子量相对较低,其中木糖成分含量高,适于用作水泥缓凝剂。卢今怡,郁维新等开展了将木素磺酸盐用于解决混凝土工程中水泥的水化热问题的研究。 1.2在树脂粘合剂合成中的应用

漆酶对环境污染物降解的研究

《环境生物技术》论文 ——漆酶对污染物降解的研究 漆酶对环境污染物降解的研究 摘要：漆酶是一种含铜多酚氧化酶，该酶是一种氨基酸残基在500个左右的单体酶，一般都为酸性蛋白，漆酶的应用集中在以下几方面：生物漂白，环境治理，漆酶降解有害物质，工业废水处理；其他方面的应用；等等。本文进行了漆酶对废水降解的初步研究，并对染料废水的降解机理和部分影响因素进行了一定的分析探讨。 关键词：漆酶、应用、降解机理、影响因素。 漆酶是一种含铜的多酚氧化酶，和植物中的抗坏血酸氧化酶、哺乳动物的血浆铜蓝蛋白属铜蓝氧化酶家族中的同一小族，在结构和功能上存在着许多相似之处。它最早是从日本漆树的汁液中发现的，后来也发现其存在于多种植物、昆虫和高等真菌中【1】。不同来源的漆酶具有不同的催化性质．即使是相同来源，比如同一白腐菌菌种，可分泌多种具有不同性质的漆酶组分，包括氧化能力，酶蛋白分子量，最适pH值、底物的专一性等等…，因此所起的作用是各不相同的。在漆酶降解木素方面已进行了较多较深入的研究，漆酶除了能氧化木质素以外，还被证明能催化多种底物，如酚类化合物及其衍生物、芳胺及其衍生物、羧酸及甾体激素等【2】。由于许多漆酶氧化的底物为环境污染物，因此利用白腐真菌产生的漆酶处理印染废水，降解染料化合物的研究在环境保护中具有十分重要的意义。应用漆酶来实现纸浆的生物漂白正是研究的一个热点【3】；另外，漆酶还具有降解氯化有机物去除环境中有毒污染物毒性的作用，本文就漆酶的这一性质做一介绍。

1 漆酶的催化机理 一般认为生物法降解主要有两种机理在起作用：吸附和降解，以降解为主。生物降解又分为两步：一是染料分子吸附到菌体上，部分透过细胞膜进入细胞体内；二是利用微生物产生的酶催化氧化还原染料分子，破坏不饱和共轭体系，达到去色的目的，中间产物进一步氧化还原分解并最终分解为C02和水或转化为所需的营养物质，组成新的原生质【4】。 根据对漆酶光谱学、动力学和晶体衍射的研究，漆酶催化底物的方式可能如下：底物结合于酶活性中心的I型铜原子位点，通过cys．His途径将其传递给三核位点，该位点进一步把电子传递给结合到活性中心的第二底物氧分子，使之还原为水。整个反应过程需要连续的单电子氧化作用来满足漆酶的充分还原，还原态的酶分子再通过四电子转移传递给分子氧，因此漆酶又被称为分子电池。在此过程中，氧还原很可能分两步进行，两个电子转移产生过氧化氢中间体，该中间体在另两单电子作用下被还原为水。 2 漆酶的主要用途 2. 1 环境治理 生物整治包括染料脱色、工业废水处理和土壤修复等领域。因漆酶对底物的专一性要求不高，含介体的酶催化系统能氧化大范围的化合物，所以在环境污染控制中有广泛的应用。由于合成染料广泛的用于印染工业，目前已超过10，000种。合成染料被人们设计成防水、抗光照、抗氧化的生物难降解化合物，以通常的活性污泥方法处理纺织废水很难达到预期目的，同时存在着花费高和污泥再处理的问题。而筛选的染料降解细菌，对降解的染料结构有高度的专一性，不适用于化学结构多样性的纺织废水处理【5】。 由于漆酶具有降解残余木素、氧化去除有毒氯酚化台物的作用．因此不少研究者尝试将漆酶用于处理含酚的工业废水。效果还是比较显著的。木材剥皮废水中含有有色的酚型化台物，使用漆酶处理该废水。通过催化氧化聚合反应，可去除90％以上的鞣酸类和其他酚型化台物，废水经硫酸铝絮凝后，色度下降82％；同样的混台废水经漆酶处理lh随后经硫酸铝絮凝，由色谱分析证实86％的氯代酚，99％的氯代愈疮木酚和80％的氯代香草醛，92％的氯代儿荣酚可被去除掉。漆酶还可以降低造纸厂漂白车间碱抽提段废水，漆酶经固定化后，可进一步提高漆酶处理废水脱色的有效性，每一单位酶活所降低的废水色度值．就白腐菌处理废水与漆酶处理废水的脱色效果比较而言，白腐菌处理3天可使废水脱色30％-50％，与漆酶处理几小时的脱色效果相近。但随着处理时间的延长，白腐菌总的废水脱色率达到70％一80％，比用漆酶处理的废水的脱色率高20％～30％，这可能是由于白腐菌处理时，分泌出的多种酶所起的协同作用。因此结合使用两种或多种酶可能提高处理废水的效果【6】。

木质素的应用研究现状及展望_张诺瑶

收稿日期：2011-12-13 作者简介：张诺瑶（1978-），女，山东省济宁市人，工程师，2004年毕 业于西南科技大学机电一体化专业，现主要从事计算机应用技术工作。 文章编号：1002-1124（2012）02-0050-02 Sum 197No.02 化学工程师 Chemical Engineer 2012年第02 期

醛树脂复合制备了碱木质素-酚醛复合胶黏剂；张杰[13]选用木质素作为脲醛树脂的改性剂，使脲醛树脂的耐水性明显改善；卜文娟等[14]系统介绍了木质素磺酸盐、碱木质素、甘蔗渣木质素、酶解木质素等代替部分苯酚应用于环保树脂胶的制备工艺及研究发展现状。 4在环氧树脂合成中的应用 冯攀等[15]介绍了木质素在环氧树脂合成中的应用进展。木质素用于环氧树脂合成的主要方式有3种：（1）与通用环氧树脂共混；（2）直接与环氧氯丙烷反应；（3）经过酚化、氢解、丙氧基化和酯化等化学改性，再进行环氧化合成制备环氧树脂。木质素用于环氧树脂合成有利于实现木质素的高值化利用。 5在土木工程中的应用 近年来，木质素在土木工程方面也得到应用和推广。如罗振扬等[16]合成了不同木质素含量的氨基系减水剂，发现木质素磺酸盐含量为30%时，可以获得最优性价比的改性产物；江嘉运[17]等探讨木质素的结构特点、化学反应性能和改性方法结合制浆方法和原料种类，对制备改性减水剂的合理工艺进行了分析总结。 6木素在其它方面的应用 木质素由于性能优越，结构复杂，可以应用于多个领域。在农业方面，它可以用作肥料，比如木质素铁肥、木质素氮肥、木质素磷肥、木质素复合肥等，可以用作土壤疏松剂，亦可以用作农药缓蚀剂；在医药方面，木质素还可以用作药物，木质素高分子的一些集团，如烃基等可以消除细胞无知与致癌剂的结合，减少致癌作用；造纸黑夜中提取的木质素与天然木质素相比有分子量小的特点，可以帮助动物消化[18]。除上所述，木质素还可以用作橡胶补强及、皮革鞣质剂、热稳定剂和交联剂等。近年来，木质素合成阻燃剂[19]可用于制备乙酸木质素基聚氨酯硬泡[20]，可利用氧化碱木质素制备高效水泥助磨剂[21]，而无硫木质素[22]在合成树脂中的作用也更加显著突出，另外，还有球形多孔木质素被制备出[23]。 7展望 总的来说，木质素作为一种天然可再生的高分 子，资源丰富、价格低廉、用于工业化生产的现实可能性大。在追求绿色环保、可持续发展的今天，已成为重点研究对象。随着理论和应用研究的继续深入，木质素必将得到更充分的利用。 参考文献 ［1］张桂梅,廖双泉,蔺海兰，等.木质素的提取方法及综合利用研究进展［J］.热带农业科学,2005,25（1）：66-70. ［2］朱清时.化学的绿色化和绿色植物的化学转化［J］.世界科学研究与发展，1998,20（2）:12-17. ［3］敖先权,周素华,曾祥钦.木质素表面活性剂在水煤浆制备中的应用［J］.煤炭转化,2004,27（3）：45-48. ［4］李道山.用质素磺酸盐预冲洗降低表面活性剂吸附的矿场试验［J］.国外油田工程，2001,17（9）：1-6. ［5］刘欣,周永红.木质素表面活性剂的应用研究进展生［J］.物质化学工程,2008,42（6）:42-48. ［6］方桂珍,何伟华,宋湛谦.阳离子絮凝剂木质素季胺盐的合成与脱色性能研究［J］.林产化学与工业，2003,23（2）:38-42. ［7］刘明华,杨林,詹怀宇.复合型改性木质素絮凝剂处理抗生素类化学制药废水的研究［J］.中国造纸学报,2006,21（2）：47-50.［8］杨林,刘明华.改性木质素除油絮凝剂处理含油废水的研究［J］. 石油化工高等学校学报，2007,20（2）：9-22. ［9］乔瑞平，宁银萍，彭福勇，等.木质素基脱色絮凝剂深度处理制浆造纸废水［J］.化学工程，2009，37（9）:56-61. ［10］刘德启.尿醛预聚体改性木质素絮凝剂对重革废水的脱色效果［J］.中国皮革,2004,33（5）:27-29. ［11］郑钻斌，程贤延,符坚,等.酶解木质素改性酚醛树脂胶黏剂的研究［J］.林产工业，2009,36（4）:24-27. ［12］庄晓伟，穆有炳，章江丽，等.碱木质素－酚醛复合胶黏剂在竹胶板中的应用研究［J］.生物质化学工程,2011,45（5）:17-20.［13］张杰.木质素的提纯以及在脲醛树脂胶粘剂中的应用［J］.林业实用技术,2011,（4）:33-38. ［14］卜文娟，阮复昌.木质素改性酚醛树脂的研究进展［J］.粘接, 2011，（2）:76-78. ［15］冯攀,谌凡更.木质素在环氧树脂合成中的应用进展［J］.纤维素科学与技术,2010,18（2）:54-60. ［16］罗振扬,陈杰,何明,等.木质素改性氨基系高效减水剂性能研究［J］.新型建筑材料,2011,（1）:5-8. ［17］江嘉运,张帅,韩莹.木质素磺酸盐减水剂化学改性方法的研究进展［J］.混凝土,2011（1）:87-90. ［18］巨敏,翁彩珠,刘军海.木质素在农业中的应用［J］.现代农业，2011，23（53）:11-15. ［19］刘小婧，程贤甦.新型酶解木质素阻燃剂的合成及其阻燃性能的研究［J］.橡胶工业,2011,58（10）:610-615. ［20］李燕,敖日格勒,韩雁明.制备乙酸木质素基聚氨酯硬泡［J］.林业科学,2011,47（7）:160-164. ［21］周明松,周莉莉,伍思龙,等.氧化碱木质素制备高效水泥助磨剂［J］.精细化工,2011,28（10）:1014-1018. ［22］李志礼，葛媛媛.无硫木质素在合成树脂中的应用研究进展［J］. 塑料科技,2011,39（10）:100-104. ［23］黎先发,罗学刚.球形多孔木质素颗粒的制备及表征［J］.功能材料,2011,42（2）:256-263. 张诺瑶：木质素的应用研究现状及展望 2012年第2期51

漆酶在制浆造纸中的应用研究进展

收稿日期:2004 07 19(修改稿) 作者简介:张爱萍,女,1980年生;山东轻工业学院硕士研究生;主要研究方向:纤维资源的制浆造纸特性与生物技术应用。 E mail:zhap@https://www.wendangku.net/doc/1711467651.html, 漆酶在制浆造纸中的应用研究进展 张爱萍 秦梦华 徐清华 (山东轻工业学院制浆造纸工程省级重点学科,山东济南,250100) 摘 要:漆酶是一种多酚氧化酶,参与木素的降解或聚合,具有氧化木素的能力,在制浆造纸中的应用已拓展到脱墨、漂白、制浆、废水处理、增加湿强性能等诸多方面。本文综述了近年来漆酶在制浆造纸工业中的应用研究进展。关键词:漆酶;脱墨;漂白;湿强中图分类号:Q55 文献标识码:A 文章编号:1000 6842(2004)02 0161 05 漆酶是一种含酮的多酚氧化酶(p diphenol oxidore ductase,EC 1 10 3 2),最早是1883年Yoshida 从漆树的分泌物中发现的[1],以后的研究进一步发现漆酶广泛存在于昆虫、植物和真菌中,尤其在一些能够降解天然木素的白腐菌(T versicolo r )中大量存在。 作为一种木素降解酶,漆酶可以降解生物体中的木素。漆酶的氧化还原电势比较低,为300~800m V (对标准氢电极)[2],只能氧化降解木素中的酚型结构单元(图1),而不能氧化占木素90%的非酚型结构。1990年[3] 发现如果有低分子质量的化合物作为氧化还原介体,漆酶能氧化非酚型木素结构(图2),最适合的介体是一些酚型化合物和杂环如卟啉类化合物,这些介体物质有的来自真菌次生代谢产物或木素降解产物,如紫丁香醛和来自P ycno porus cinnabarinus 的3 羟基邻氨基苯甲酸(3 hydroxyanthranilicacid,3 HAA);有的来自人工合成化合物,如AB TS[2,2 联氨 二(3 乙基 苯并噻唑 6 磺酸)]、HB T (1 羟基苯并三唑)、VI O (紫尿酸)、NHA(N 羟基 N 乙酰苯胺)等[4]。据报道,在氧气存在的条件下,漆酶能将介体转化成共介体,由于这种共介体尺寸较小,能够渗透进入纤维而与木素反应,脱木素机理基于自由基的形成[5 6]。目前,漆酶在制浆造纸工业的诸多方面得到了广泛的应用,如二次纤维回用、漂白、制浆、废水处理、纤维性能的改善,湿强剂及纤维板制造等,本文就这些方面的研究进展进行了综述。 1 漆酶在二次纤维回用中的应用 近年来,二次纤维在原料中所占的比例日益增加, 脱墨技术引起了越来越多的关注,酶法脱墨是一种经济有效的脱墨方法,可以减少化学脱墨带来的环境污染,而且酶处理可以改善浆料滤水性能和纸页强度,降 低漂白化学品用量。 图1 漆酶氧化酚型木素结构 图2 漆酶介体体系氧化非酚型木素结构 161 Vol 19,No.2,2004 Transactions of China Pulp and Paper 中 国 造 纸 学 报

不同类型木质素用于改性酚醛树脂的研究进展

不同类型木质素用于改性酚醛树脂的研究进展 卜文娟阮复昌 (华南理工大学化学与化工学院，广州510640) 摘要：人造板工业用的三大胶，其中一类是酚醛树脂胶，此类胶的粘接性能好，但在制造和使用的过程中都会释放出甲醛已成为当今非常突出的问题。而木质素分子中有酚羟基和醛基，使用木质素，既改善了胶粘剂的性质，又节约了苯酚的使用量，降低了甲醛释放量，达到了废物充分利用与保护环境的目的[1]。本文综述了木质素磺酸盐、碱木质素、甘蔗渣木质素、酶解木质素等代替部分苯酚应用于环保树脂胶的制备工艺及研究发展现状，同时对木质素在环保型酚醛树脂方面的应用做了展望。 关键词：木质素酚醛树脂胶黏剂改性 Different types of lignin modified phenolic resin for Research Bu wenjuan Ruan fuchang (Shool of Chemistry and Chemical Engineering,South China University of Technology,Guangzhou 510640 China) Abstract：Three plastic with wood-based panel industry,one of which is the phenolic resin adhesive,such adhesive bonding performance is good,but in the process of manufacture much formaldehyde will be released has become a very prominent issue.Lignin molecule in phenolic hydroxyl and aldehyde groups, the use of lignin,not only to improve the adhesive properties,but also save the use of phenol,formaldehyde emission decreased,to reach full use of waste and protection of the environment[1].In this paper,lignin sulfonate,lignin,sugar cane bagasse lignin,hydrolysis lignin instead of part of phenol resin are used in the preparation of environmental protection technology research and development status, while lignin-type phenolic resin in the area of environmental protection applications are put forward. Key words：lignin Phenol-formaldehyde resins modify 1 引言 酚醛树脂(PF)胶粘剂具有胶粘强度高、耐水及耐侯性等优点[2]，至今仍然是制造室外用人造板理想的胶粘剂。但是，PF胶粘剂存在固化温度高、热压时间长、易透胶、原料成本高且原料来源不可再生等缺点。胶黏剂行业一直在试图寻找一种可再生、性能高的原料来生产有机性能高的酚醛树脂，木质素改性不失为一种有效可行的办法[3]，因而木质素酚醛树脂(LPF)胶粘剂的研究日益受到人们的重视[4~6]。 木质素是一种天然多酚类高分子聚合物，其结构中存在较多的醛基和羟基，其中羟基以醇羟基和酚羟基两种形式存在。在与苯酚和甲醛合成酚醛树脂的反应中，木质素既可以提供醛基又可以提供羟基，降低了不利苯酚和甲醛的用量。在自然界中，木质素的储量仅次于纤维素，而且每年都以500亿吨的速度再生。制浆造纸工业每年要从植物中分离出大约1.4亿吨纤维素，同时得到5000万吨左右的木质素副产品，但迄今为止，超过95%的木质素仍以―黑液‖直接排入江河或浓缩后烧掉，很少得到有效利用。有效地利用木质素具有重大经济价值和深远社会意义。

真菌漆酶的研究进展

真菌漆酶的研究进展 宋瑞（安徽大学生命科学学院合肥230039） 【摘要】漆酶是一种蓝色多铜氧化酶，和植物中的抗坏血酸氧化酶，哺乳动物的血浆铜蓝蛋白属同族，能够催化多种有机底物和无机底物的氧化[1,2]，同时伴随分子氧还原成水。漆酶广泛分布于真菌、高等植物、少量细菌和昆虫中，尤其在白腐真菌中普遍存在。漆酶特有的结构性质和作用机理使其具有巨大的应用价值。本文就真菌漆酶结构，功能的研究进展作一综述，并对其应用作简单介绍。 【关键词】真菌漆酶三维结构功能应用 1真菌漆酶结构特征 1.1 漆酶的组成 漆酶是一种糖蛋白，肽链一般约由500个氨基酸组成[3]，糖基含量差异较大，占整个分子质量的10%—80%[4]，据相关报道，漆酶的热稳定性可能与其糖基化有关。糖组成包括半乳糖、葡萄糖、甘露糖、岩藻糖、氨基己糖和阿拉伯糖等。Mayer[5]认为漆酶并不均一，它由多条5000~7000分子量的糖肽链基本结构单元组成。由于结构单元之间的缔合度不同，造成了各种漆酶分子量的不同。另外，分子中的糖基的差异，也会引起漆酶的分子量随来源不同会有很大的差异，从59—390ku不等。真菌漆酶约含19种氨基酸，绝大部分为单体酶，但也有例外，如双孢蘑菇和长绒毛栓菌漆酶由两个亚基组成[6]，而柄孢壳漆酶I由四个亚基组成。漆酶种类繁多，不同种类的真菌产生的漆酶种类不同，即使同一种真菌在不同环境下也产生不同种漆酶。

1.2漆酶的晶体结构 由于漆酶是含糖蛋白质，且糖质量分数较高，一直以来很难获得X-衍射分析所用的单晶体，因此阻碍了关于漆酶结构的研究进展。1998年第一个漆酶晶体是Ducros V[7]制备的来自灰盖鬼伞(Coprinus cinereusv)T1Cu缺失型漆酶晶体，并分析了其结构。至今为止，Bacillus subtilis(CoA)[8]；Melanocarpus albomyces(MaL)[9]；Rigidoporus lignosus(RiL)[10]；Pycnoporus cinnabaricus(PcL)[11]；Coprinus cinereus(CcL)[12]和Trametes versicolor(TvL)[13]漆酶的三维结构已相继被报道。 漆酶分子整体由3个杯状结构域所组成，分别称作结构域A、B、C，每个结构域主要由β-折叠桶，α-螺旋，loop结构所组成。三者紧密结合形成球状结构。这是铜蓝蛋白家族所共有的结构形式[7,9]。分子当中含有二硫键，漆酶种类不同，二硫键数目也不一样，MaL 漆酶分子由3个二硫键，分别是位于结构域A Cys4～Cys12、结构域A和C界面上Cys114～Cys540、结构域C Cys298～Cys332，而CcL，RiL漆酶中则含有两个二硫键。在CcL漆酶分子中，由结构域A的Cys85和结构域B的Cys487形成一个二硫键，另一个二硫键存在于结构域A和结构域B(Cys117—Cys204)之间。一个伸展的loop(氨基酸284—327)连接结构域B和结构域C。Asn343上有N连接的N—乙酰葡萄胺。 1.3 漆酶的催化中心 真菌漆酶分子中一般都含有4个Cu原子，根据磁学和光谱学性