漆酶（Laccase,EC 1.10.3.2）是多铜氧化酶之一,属于胞外酶,来源广泛,在自然界中普遍存在。由于对许多污染物具有催化作用,漆酶一直是环境领域的研究热点。然而,目前大量研究局限于提升漆酶对有机污染物的催化降解效率,而很少研究酶对无机污染物的作用。因此,研究漆酶对无机污染物的催化作用是对漆酶催化研究的全新尝试。作为一种常见的重金属,砷在环境中的迁移转化和去除一直备受关注。常规的砷处理技术对As（Ⅴ）的去除非常有效,但对水体中的亚砷酸盐收效甚微。考虑到没有一种简便快捷的方法可以直接去除As（Ⅲ）,因此As（Ⅲ）的氧化是去除水体中As（Ⅲ）必不可少的步骤。而漆酶的催化特性使其用于水体中As（Ⅲ）的氧化去除具有较好的潜力。本文将As（Ⅲ）作为漆酶反应的无机污染物,建立酶催化转化As（Ⅲ）的反应体系,确定酶催化As（Ⅲ）的反应动力学。并探究漆酶在反应过程中的变化,从分子水平上揭示酶催化的作用机理和酶的失活机理。主要的研究结论如下:（1）酶催化氧化水中As（Ⅲ）的反应动力学研究。研究结果表明,漆酶作为催化剂,氧气作为氧化剂,且反应刚开始很慢,需要10小时的孵化时间。酶浓度从0.05 UmL-1提升到0.3 U mL-1,酶促反应速率随着酶浓度的增加而增快。酶促反应遵循二级反应动力学模型,且二级反应动力学常数（0.17±0.005 U-1.mL·h-1）远小于漆酶催化去除四溴双酚A（TBBPA）的二级反应动力学常数（23.4U-1·mL·h-1）,表明漆酶催化As（Ⅲ）的反应速率远小于漆酶催化TBBPA。通过拟合米氏方程,获得系列米氏常数 Km、Kcat及Km/Kcat,Vmax为0.26 μM h-1,Km 为 39.69μM,Km/Kcat 值为9.85×10-6±5.07×10-6μM-1 s-1。并与漆酶催化 ABTS 和 TBBPA的米氏常数进行比较,漆酶催化转化As（Ⅲ）的Km/Kcat值远小于TBBPA（0.032μM-1 s-1）和ABTS（0.039±0.005μM-1 s-1）,表明漆酶对As（Ⅲ）的催化效率远低于漆酶对有机物的催化效率。以不同天然有机质（NOM、HA、FA）作为背景模拟的自然水体的酶促反应体系中,与对有机物（酚类）的酶促反应的抑制作用（主要是天然有机质参与竞争有机物在酶上作用的活性位点）不同,天然有机质对As（Ⅲ）的酶促反应速率没有很明显的抑制作用。如上,通过对有机物（如TBBPA和ABTS）与As（Ⅲ）的一系列相同条件下的反应特征进行对比,表明As（Ⅲ）的酶促反应机理不同于有机物。（2）酶促反应特征研究。梳理酶催化As（Ⅲ）的反应特征,对反应过程中的不同参数变化进行分析。通过透析,发现随着反应的进行,有铜离子释放出来,且变化规律与酶促反应中As（Ⅲ）的减少规律相一致,反应48小时的样品透析24小时测得的铜离子浓度高达33.8 μg L-1（透析液中）。通过将反应不同程度的酶溶液与已知浓度的As（Ⅲ）混合,发现活性蛋白的含量降低,即反应后的酶溶液对As（Ⅲ）的催化活性降低,酶发生了失活现象。表明漆酶在催化As（Ⅲ）反应的同时,也能够被As（Ⅲ）攻击,结构发生变化,活性中心的铜离子释放出来。（3）酶的失活机理研究。漆酶活性中心由三种类型的铜组成,分为1型（T1）,2型（T2）和3型（T3）。T1铜在600nm处具有吸收峰,T2铜在电子顺磁共振光谱（EPR）中强平行超精细耦合,T3铜由于由桥接配体介导的反铁磁耦合,因此不具有EPR活性。为了确定释放铜离子的确切活性位点（T1、T2、T3）,将不同活性程度的酶溶液与ABTS混合,发现ABTS的反应速率并未降低,且几乎保持不变,表明As（Ⅲ）并没有破坏ABTS的酶促反应的活性位点。由于ABTS反应的电子传递主要依靠T1和T3,揭示As（Ⅲ）反应释放出的铜可能来自T2。为了验证这一猜想,根据漆酶的光谱特性,对反应前后的溶液进行光谱分析,发现T1和T3并未发生明显变化,而T2的EPR谱图强度明显降低,表明确实是T2起作用,而去除了 T2的漆酶分别于ABTS和As（Ⅲ）的反应结果也得出T2是酶催化氧化As（Ⅲ）反应中起主要作用的活性位点的结论。拉曼和红外光谱谱图表明,反应后漆酶依然维持二级结构,且蛋白成分无明显变化。上述研究表明,漆酶催化用于As（Ⅲ）转化方面有良好的应用潜力,在适当的酶浓度下能在相对较短的时间内将水中的As（Ⅲ）完全转化,为传统的砷污染去除提供新思路。通过加入天然有机质,模拟自然水体中As（Ⅲ）的氧化反应,有利于更好地理解环境中As（Ⅲ）的迁移转化。本次研究分析了漆酶在反应过程中的变化,由此揭示了其失活机理,对于理解酶的无机催化及在工业生产使用中的活性保护具有重要意义。