黃孢原毛平革菌屬於擔子菌綱(Basidiomycetes)、同擔子菌亞綱(Homobasidiomycetidae)、非褶菌目(Aphyllophorales)、絲核菌科(Corticiaceae)。它的無性階段產無色粉狀分生孢子,菌絲體成平伏狀。黃孢原毛平革菌廣泛分布於北美各地,在我國尚未發現。
黃孢原毛平革菌能夠產生一係列的胞外過氧化物酶和氧化酶,包括木素過氧化物酶、錳過氧化物酶、漆酶、乙二醛酶等,也能產生纖維素酶和半纖維素酶。在木質素降解中起主要作用的是過氧化物酶和乙二醛酶,過氧化物酶的催化作用依賴於H2O2的存在,但是過量的H2O2反而會引起過氧化物酶的失活,而乙二醛酶則起到了提供適量H2O2的作用。過氧化物酶都含有血紅素,事實上是一組同工酶,有人曾用HPLC或凝膠電泳分別分離得到了10種或12種同工酶。
1983年,Tien和Glenn兩個研究小組幾乎同時從黃孢原毛平革菌的培養液中發現了木素過氧化物酶,但是酶的活力很低,而且隻能在靜止培養時產酶。20世紀80年代中期,產酶研究出現了兩個方麵的突破,一是發現添加低濃度吐溫能使黃孢原毛平革菌在液體深層培養時產酶;二是發現該菌的中間代謝產物藜蘆醇對產酶具有誘導作用,從而大大提高了酶產量。黃孢原毛平革菌需要在限、或限碳、或限硫的培養基中進行培養,而且需要經常通純氧才能產木素過氧化物酶。昂貴的藜蘆醇、通純氧及較低的酶活限製了木素過氧化物酶的應用。最近的研究進展表明,采用苯甲醇代替藜蘆醇,即使在通空氣培養時也能達到生產木素過氧化物酶的目標,而且酶活能夠達到400U/L以上。通過黃孢原毛平革菌的固定化,還能做到菌體的重複使用或連續產酶。對錳過氧化物酶的研究還比較少。
木素過氧化物酶降解木質素及多環芳烴的機理,在酶催化反應過程中,該酶形成了兩個中間體Lip1和Lip2。Lip1是Lip被H2O2氧化後失去兩個電子而形成的過渡態形式;接著Lip1與一個底物分子反應得到一個電子生成另一種過渡態Lip2和一個自由基產物;最後Lip2又與第二個底物分子反應,Lip2得到第二個電子,使底物分子形成另一個自由基產物,酶本身則回複到原酶形態Lip。每一循環中生成的兩個芳香正離子自由基具有很強的活性,經過一係列反應後,會發生側鏈C-C鍵斷裂、甲氧基水合或脫甲基等反應,從而被降解。
錳過氧化物酶隻有在Mn²+存在時才具有催化活性,首先H2O2將Mn2+氧化為Mn3+,含Mn3+的酶是一個非特異性氧化劑,能將有機物氧化,本身則還原為含Mn2+的原酶。錳過氧化物酶的催化機理與木素過氧化物酶類似,也生成兩個酶中間體Mnp1和Mnp2,酶的每一個循環中將兩個底物分子氧化。
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