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漆酶(ECl.10.3.2)是一种含铜的多酚氧化酶,以氧分子作为电子受体,非特异性地氧化多种酚类和非酚类物质。在生物制浆、食品工业、木材加工、生物合成、生物能源、生物检测和生物修复等领域中有着多种现实的和潜在的应用价值。但是漆酶的产量较低,无法充分发挥其优势。为获得高产漆酶菌株,本研究在筛选获得产漆酶菌株的基础上,运用响应面法优化产酶条件,并考察漆酶粗提取物的酶学性质及对多种染料的脱色作用。主要研究结果如下:1.产漆酶菌株的筛选以实验室保存的10株白腐菌为出发菌株,运用平板显色法和摇瓶发酵产酶,筛选到一株产漆酶菌株。结合形态学和ITS序列及系统发育进化树分析,鉴定并命名为Trametes sp.LK13。2.分离菌株Trametes sp.LK13发酵产漆酶条件的优化单因素试验,确定最佳碳源、氮源和诱导剂分别为葡萄糖、蛋白胨与酵母膏(1/1)混合物和苯酚。首先P-B试验确定影响漆酶产量的主要因素,其次最陡爬坡试验确定最优化区域的中心点,最后CCD试验和响应面法分析,确定上述影响因素最佳水平和预测响应值的最优解。发酵产酶培养基最佳配方为葡萄糖28g/L、蛋白胨5g/L、酵母膏5g/L, FeS040.4mM、VB10.2g/L、CuSO41.65mM、苯酚30.54mg/L、吐温-806g/L、PEG400030.54mg/L、接种量10%(v/v)。运用优化过培养基进行摇瓶发酵,漆酶产量高达122.85U/ml,与GYP培养基相比,漆酶产量提高13.65倍。3.漆酶粗提取物酶学性质的研究考察漆酶粗提取物酶学性质,均以2,2’—二氮-双(3-乙基苯并噻唑-6磺酸)二胺盐(ABTS)为底物。试验表明,最适反应温度65℃;最适pH为2.5,在75℃以下和pH7.0稳定性较好;在一定浓度范围内,Cu2+、Co2+、Mn2+明显促进作用,其中Co2+作用最强;在一定浓度范围内,Fe2+、Ca2+、Ni2+明显抑制漆酶活性,其中Fe2+抑制作用最强;卤族元素均抑制漆酶活性,抑制顺序为:F->Cl->Br-;以ABTS为底物,相对低浓度(10%)的异丙醇、乙腈可激活漆酶,活性提高20%以上:在10%-40%有机溶剂中,仍维持50%酶活性。向漆酶粗提取物中藜芦醇、甘露醇可显著提高漆酶稳定性。DTT和L-Cys强烈抑制漆酶活性。Trametes sp.LK13发酵所产漆酶性质优良,使得在环境保护等特定领域具有潜在应用价值。4.漆酶粗提取物对染料脱色的应用研究考察漆酶粗提取物对三苯甲烷染料典型代表孔雀绿(MG)的脱色作用。最适反应温度为70℃,最适反应pH为6.0;30℃,pH4.5,漆酶处理3h,脱色率达到95.43%;染料浓度越高,脱色难度越大;MnSO4、MgSO4对脱色率微弱促进作用,其它无机金属离子均抑制MG脱色;小分子物质吐温-80显著提高MG脱色效果,而酪氨酸却起抑制作用;紫外分光度计全波长扫描漆酶处理前后的样品,发现未处理组在317nm、425nm、618nm处有特征性吸收峰;漆酶处理2h后,618nm和425nm吸收峰显著降低,317nm吸收峰也有一定程度的降低,Trametes sp.LK13发酵所产漆酶高效降解MG。探讨漆酶粗提取物对实验室其它常用染料和工业使用活性染料脱色效果。试验表明,染料浓度升高,脱色难度增大。漆酶粗提取物处理2h,实验室常用染料脱色率均达到60%以上。其中溴酚蓝的脱色效果最好,10min脱色率达到55.79%。漆酶粗提取物对实验室常用染料脱色效果优于工业使用的活性染料,可能是工业染料中含有抑制漆酶活性的物质。混合染料脱色效果优于单一染料,原因可能是不同染料之间脱色过程中具有协同作用。这些研究证实Trametes sp.LK13所产漆酶在印染污水脱色方面具有潜在应用价值。