漆酶降解阴离子型聚丙烯酰胺/聚丙烯酸酯活性的理性设计

为探究漆酶降解聚丙烯酸酯（PAA）/阴离子型聚丙烯酰胺（HPAM）的微观机理,采用对接模拟了其结构模型与枯草芽孢杆菌漆酶（B. subtilis laccase）的结合.根据-CDOCKER_Energy score打分最高的原则,对获得的最佳结合构象进行分析.然后基于亲和力虚拟氨基酸突变进行丙氨酸（ALA）扫描和饱和突变.结合模式分析表明,HPAM比PAA可更深地埋入活性口袋,B. subtilis laccase对HPAM的亲和力和结合能皆高于PAA.相互作用分析表明,疏水相互作用可能对B. subtilis laccase与底物的结合起到促进作用,而氢键作用会阻碍该酶与底物的结合.通过ALA扫描进一步得知,ARG487、GLY486和TYR133是B. subtilis laccase降解HPAM的关键氨基酸残基,而ASP113和TYR133是B. subtilis laccase降解PAA的关键氨基酸残基.通过饱和突变表明,ASP113>ARG可以提高B. subtilis laccase降解PAA的活性,这些数据为理性设计增强活性的B. subtilis laccase突变体提供了理论参考.     

漆酶去除造纸废水中木素及多酚类化合物应用

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。制浆造纸废水中含有大量的木素衍生物及多酚类化合物,这些化合物中有许多物质有较大毒性的,这给废水的生物处理带来了不利影响。木素和多酚类化合物又是废水COD、BOD及色度的主要来源。在漆酶的存在下曝气,可使此类化合物聚合或降解,进而通过絮凝沉淀或深度氧化除去。文章综述了近年来漆酶在制浆造纸废水处理中的应用与研究现状。     

杂色云芝漆酶对溴酚蓝的高效降解

以杂色云芝菌(Coriolus versicolor)发酵所产漆酶为催化剂,对溴酚蓝溶液进行脱色处理。探讨了反应温度、反应体系pH、反应时间、酶加入量、溴酚蓝质量浓度及金属离子和小分子介质的添加等因素对溴酚蓝溶液脱色率的影响。实验结果表明:在反应温度为40℃、反应体系pH为4.5、反应时间为240 min、酶加入量为60U/L、溴酚蓝质量浓度为40 mg/L的条件下,溴酚蓝溶液的脱色率达到94.5%;小分子物质2,2′-连氮-双(3-乙基苯并噻吡咯啉-6-磺酸)(ABTS)或金属离子的添加对溴酚蓝溶液的脱色效果没有明显的促进作用。     

黄孢原毛平革菌在多种氨氮浓度下木质素降解酶的产生

在氨氮浓度0．0308-0．924g／L，下对黄孢原毛平革菌(Phanerochaete chrysosporium)在空气环境中进行自由悬浮振荡培养，在氨氮浓度0．0308-0．308g／L下可检测到木质素过氧化物酶活性，最高酶活为42．8U/L；在氨氮浓度0．0308g／L和0．154g/L下可检测到漆酶活性，最高酶活为35．0U／L，在氨氮浓度不低于0．154g/L时，葡萄糖消耗速率大致相当，明显高于在氨氮浓度0．0308g／L下的葡萄糖消耗速率；氨氮在葡萄糖耗尽时达到最低值，然后开始增大；木质素过氧化物酶和漆酶的活性峰与葡萄糖和氨氮的最大消耗基本对应。实验结果对木质素降解酶发酵和白腐真菌在环境工程中的直接应用具有启发意义。     

固定化漆酶对水中邻苯二胺的去除研究

以壳聚糖为载体,戊二醛为交联剂,采用交联法与吸附法相结合的方法对漆酶进行固定化,研究固定化漆酶在水处理中的应用,并进行了酶促反应的动力学和热力学分析,探讨了戊二醛质量浓度、交联时间、固定化时间以及漆酶质量浓度对固定化漆酶活性的影响。结果表明,漆酶固定化的最佳条件如下:戊二醛质量分数为5%,交联时间为8 h,固定化时间为6.5 h,酶质量浓度为20g/L。此条件下得到的固定化漆酶的比活力达到15 015.4U/g。利用制得的固定化漆酶对水中邻苯二胺进行处理。在最适温度50℃,最适pH=6条件下,利用12000U的固定化漆酶催化处理100mL质量浓度为200mg/L的邻苯二胺溶液,反应6 h后邻苯二胺的去除率达到94.8%。连续5次重复使用固定化漆酶处理邻苯二胺,6 h降解率均在60%以上。用自来水代替蒸馏水配制邻苯二胺溶液时,底物的去除率为55.1%,去除效果明显降低。固定化漆酶处理邻苯二胺反应属于一级反应,反应活化能约为44.1 kJ。     

漆酶改性玉米秸秆髓的制备及其吸油特性

采用绿色生物酶技术改性玉米秸秆髓(CSP),在CSP表面由漆酶催化接枝十八胺,以提高材料的亲油疏水性能,制得高效吸油剂LCSP.研究了改性温度、改性时间、TEMPO浓度、漆酶用量及十八胺浓度等因素对LCSP亲油疏水性能的影响,同时采用SEM、BET、XRD、接触角、FTIR、XPS等分析技术对改性前后CSP理化特性进行表征,并进行了吸油研究.结果表明,在35℃下,投加100U/g的漆酶、4.48mmol/LTEMPO、8.91mmol/L十八胺,改性CSP6h,制得的材料吸油量最大、吸水量最小,油吸附量从13.24g/g提升至40.82g/g,水吸附量从13.76g/g降至3.83g/g.吸附过程符合准二级动力学模型,吸附剂的重复利用实验表明本方法制备的材料具有良好回收再利用能力.     

平菇漆酶的性质和应用研究

通过采用硫酸铵分级沉淀对平菇菌种831和予6两菌种所产生的漆酶进行了初步分离,并对酶的性质进行了初步研究,研究表明它们的最适反应温度都在60℃,最适反应pH都在3.0,对831漆酶进行除酚和固定化脱色的研究表明,在最佳除酚条件下50℃,pH5.0,反应3h,对25mg/L单宁酸的去除率可达24.4%,在所研究的不同固定化材料中,以尼龙网为材料的固定化效果最好,固定化酶对50mg/L的活性艳蓝脱色率可达游离酶脱色率的76%,重复应用4次脱色率没有降低趋势,之后逐渐下降。     

漆酶介体系统对孔雀绿的脱色研究

研究了漆酶介体系统对代表性三苯甲烷类染料孔雀绿的脱色处理。漆酶介体系统对孔雀绿的脱色效率比单独使用漆酶要高出10倍。高浓度的孔雀绿对漆酶介体系统的脱色效率有抑制作用,最适的pH值和温度分别在4.2和32°C左右。介体浓度的提高可促进脱色率的增加,但高浓度的介体会抑制脱色效率。漆酶和漆酶介体系统对孔雀绿的脱色机制上存在不同,前者的作用机制为脱甲基反应,而后者的脱色机制为自由基介导的聚合反应。     

Differential fate of metabolism of a disperse dye by microorganisms Galactomyces geotrichum and Brevibacillus laterosporus and their consortium GG-BL

The present work aims to evaluate Brown 3 REL degrading potential of developed microbial consortium GG-BL using two microbial cultures, Galactomyces geotrichum MTCC 1360 (GG) and Brevibacillus laterosporus MTCC 2298 (BL). Microbial consortium GG-BL showed 100% decolorization of a dye Brown 3 REL, while individually G. geotrichum MTCC 1360 and B. laterosporus MTCC 2298 showed 26% and 86% decolorization under aerobic condition (shaking) respectively. Measurements of biochemical oxygen demand (BOD) (76%) and chemical oxygen demand (COD) (68%) were done after decolorization by consortium GG-BL. No induction in activities of oxidoreductive enzymes found in G. geotrichum while B. laterosporus showed induction of veratryl alcohol oxidase, Nicotineamide adenine dinucleotide-dichlorophenol indophenol (NADH-DCIP) reductase and riboflavin reductase indicating their role in dye metabolism. Consortium GG-BL showed induction in the activities of laccase, veratryl alcohol oxidase, tyrosinase, NADH-DCIP reductase and riboflavin reductase. Two different sets of induced enzymes from G. geotrichum and B. laterosporus work together in consortium GG-BL resulting in faster degradation of dye. The degradation of Brown 3 REL was analyzed using high performance thin layer chromatography (HPTLC), high performance liquid chromatography (HPLC), Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR) and gas chromatography mass spectroscopy (GC-MS). Phytotoxicity study revealed that metabolites formed after degradation was significantly less toxic in nature.     

漆酶包埋修饰阴极提高生物-电-芬顿处理聚醚废水处理效率

利用漆酶包埋修饰碳毡阴极构建微生物燃料电池-电-芬顿体系强化降解聚醚废水.结果表明,在pH为4,漆酶浓度为7 mg·mL~(-1)时,24 h后阴极室聚醚废水COD降解率达68.1%,比未修饰的碳毡阴极提高28%.漆酶修饰阴极强化电池的产电性能和提高H_2O_2的浓度,且H_2O_2的浓度在此工艺中起关键作用.微生物燃料电池最大电压达548 mV,H_2O_2最大浓度为3.14 mg·L~(-1),分别比碳毡阴极提高21.8%和25.6%.从三维荧光谱图中得出聚醚废水中的双酚和甲苯二胺等荧光物质被降解.综上所述,漆酶包埋修饰阴极是提高MFC-electro-Fenton处理聚醚废水效率的有效途径.