表面活性剂构建体系中漆酶对木素模式化合物的催化降解

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木质素是一种有机高分子化合物,广泛存在于自然界中,具有非常复杂的结构。木质素经常作为木材水解工业和造纸工业的副产物存在,如果不加处理直接排放就会造成环境污染。由于木质素的分子构成非常复杂,无法用单一方法彻底降解,因此目前大多是对木素模式化合物的的降解进行研究。生物降解酶诸如木素过氧化物酶、锰过氧化物酶和漆酶都可以降解木素模式化合物,但是单纯的酶降解效率不高。因此为了提高酶的降解效率,人们往往向酶解环境中加入添加剂。本课题以表面活性剂作为添加剂,对表面活性剂构建的不同体系中漆酶催化降解木素模式化合物的性能进行了研究。研究内容包括胶束体系中漆酶对邻苯二酚的降解性能和反胶束体系中漆酶对藜芦醇的降解性能两个方面。结果表明:1)表面活性剂单鼠李糖脂(mono-RL)和曲拉通X-100(Triton X-100)构建的胶束体系在1CMC的胶束浓度时可以促进邻苯二酚的降解,而在3CMC的胶束浓度时会使底物的降解效率下降。表面活性剂CTAB对邻苯二酚的降解只有抑制作用。2)对反应时间、漆酶含量、底物浓度和介体比等变量的进一步研究表明,1CMC浓度的mono-RL胶束体系能够有效地促进邻苯二酚的降解。3)对漆酶活性的研究表明,阴离子表面活性剂mono-RL和非离子表面活性剂Triton X-100对漆酶活性有促进作用,而阳离子表面活性剂CTAB则相反,会抑制漆酶活性。mono-RL在1CMC时构建的胶束体系不仅提高了漆酶活性,还增强了漆酶的稳定性。4)表面活性剂CTAB、Tween80和mono-RL在异辛烷/正己醇(V:V,1:1)溶剂中的临界胶束浓度(CMC)分别为0.5mM、0.01mM、和0.05mM。电导率分析表明CTAB、Tween80和mono-RL反胶束体系的最佳含水量Wo分别为15、5和40。结果表明,与化学表面活性剂CTAB和Tween80相比,生物表面活性剂mono-RL不仅具有较小的CMC值,还具有更大的含水量,这就为漆酶提供了更加优越的环境。5)利用mono-RL构建的反胶束体系进行的酶解反应表明,漆酶在反胶束体系中降解藜芦醇的最佳反应条件为:[mono-RL]=20mM,Wo=40,pH=5。分析表明,反胶束体系比胶束体系更能有效地促进漆酶对底物的降解。6)对mono-RL反胶束体系中表面活性剂与漆酶相互作用的荧光光谱分析表明,当体系的含水量Wo增至40时,漆酶可以增溶于微水核内部,避免了与有机溶剂接触,从而提高了酶活和稳定性。
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