漆酶
發布時間:2014-07-26 11:48:34.000發布人:xinwen471
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漆酶
漆酶是一種含銅蛋白氧化酶或稱含銅糖蛋白,可溶于水呈藍色溶液而不溶于有機溶劑。漆酶在生物體內具有重要的生理功能,它參與生物降解過程或氧化聚合作用過程,進行植物創傷的自我保護等。漆酶及含氮物一般在生漆中的含量為1.5%-5%,在生漆中漆酶與樹膠質和漆酚單體或多聚體結合形成乳濁液,結構很復雜。漆酶能促進漆酚的氧化聚合偶合形成高分子聚合物的反應,是牛漆及其精制晶在常溫下自然干燥固化成膜過程中不可缺少的天然生物催干劑。它有一個令人驚嘆的技能,就是能通過傳遞4個電子直接將氧還原咸水,能耗。
從漆液內分離提取漆酶后經過純化,可再以凝膠電泳試驗進行檢驗。漆酶含有18種氨基酸,在漆酶蛋白分子結構的表面結合有約占45%的寡聚糖類物質以共價鍵聯接。含銅僅為0.24%以下。分子量為1.1×lO度~1.41×l0的5次方。
每分子漆酶含有4個銅原子,以三種不同類型的配位存在,即形成為3種不同的活性位點。在漆酶催化氧化反應時·通過這3個位點間的協同作用,經過鍵合銅原子的價態變化來傳遞電子,從而完成整個催化過程,漳酶在完全還原以前能接受4個屯子,除兩個各接受一個電子的I型和Ⅱ型銅外,還存在有聯合的兩電子接受體即Ⅲ型銅。Ⅲ型銅為兩個銅原子彼此緊密地聯合,而且呈現著強的抗鐵磁性偶合。
在漆酶的高分子蛋白質結構中,氨基酸的側鏈都是定向排列的。其非極性基朝向“油相”漆酚,極性基朝向水相,構成同一分子內的疏水區與親水區。I型Cu二次方存在于疏水區和漆酚緊密結合而發生催化作用。Ⅱ型、Ⅲ型CU二次方存在于親水區,其中Ⅲ型Cu二次方和空氣接觸對氧發生催化作用。I型和Ⅱ型Cu”的距離較近。因此,漆酶對漆酚的氧化作用首先在疏水區由I型Cu‘激發;而對空氣中氧的還原作用則首先在親水區由Ⅲ型Cu2二次方激發。這個氧化一還原反應是通過這三個活性位點的相互協同作用而完戚的,活性位點的不完整或者破抑制將造成漆酶活性的減弱甚至失效。
漆酶內的18種氨基酸組成的蛋白體三維形態和形成的三個完整的獨特型活性位點,這種特殊結構決定了漆酶的特殊性能,即使它具有突出的催化活性,表現在它對底物的高強度作用的?!?,并需要在一個溫和的、最適宜的條件下。這些活性是一般催化劑所無可比擬的。
在地坪漆中漆酶對底物漆酚的催化作用,對反應條件(溫度、相對濕度、pH值等)的要求是非常嚴格的。也就是說環境條件對生漆的自然干燥是非常重要的,如果條件不能滿足就將造成漆酶活性的減弱或者消失。
測試湖北建始漆的漆酶,可得知漆酶的特性。取對苯二酚為底物(被酶作用物)以磷酸鹽溶液為緩沖液,于25'C用瓦氏測壓法確定其Qu二次方=8000,最適應的pH值為6-7—7.4,當pH值在4--8以外時,漆酶活性一般消失。溫度約40℃時活性,溫度達50'c時活性大幅度減弱,超過60度時藍色不可逆消失,當溫度高于70C時,漆酶活性則完全消失。它的吸收光譜是在614nm和280有吸收峰值,330和800處有肩峰,其對應摩爾吸收系數e值為5700. 93500. 4500、110.銅含量為o.22%,氮的含量約9-o%.硫含量為0.56%。且漆酶中銅含量可定量地正比于614吸收帶的吸收度值。漆酶活性大小也與所含銅量有關且成正比關系,活性的漆酶含銅約0.24%,且成深藍色。同時硫化鈉、重氮化鈉、氫化鉀、硫化氫、過氧化氫、氧氰酸等物質或用紫外線照射對漆酶活性具有阻礙或破壞作用。用分光光度法在亞鐵氰化物一 鐵氰化物體系存在下測定漆酶的氧化還原電位值為415。
從新鮮生漆中分離出來的漆酶呈藍色,活性大,而從陳年漆或部分氧化了的生漆中分離出來的漆酶是白顏色,活性低。
漆酶是一種多元酚氧化酶,它能夠促進鄰位和對位二元酚及多酚類、胺類化合物的氧化反應,對于一元酚不起作用。最適底物為氫醌和鄰苯二胺。漆酶也能催化氧化維生素C、巰基丙胺酸、聯苯胺、丁香酸、甾體激素及兒茶酸等物質。
漆酶不光存在于生漆中,也存在于許多植物和變色多孔菌中,如紫花苜蓿、馬鈴薯、蘑菇、毒萵苣、蘋果、香蕉、甜菜及木材腐敗真菌等。
目前人們對漆酶研究的興趣,除了對其奇特的催化方式、分子結構及其與功能的相互關系的研究外,主要還在于應用方面。 為了獲取大量的漆酶,可以從培養物中通過發酵、培養的方法進行人工制備。尤其是通過微生物變色多孔菌類的擔子菌培養成漆酶。如擔子菌網傘菌目側科側耳屬的紫孢側耳菌種在培養基中,可培制出性能近似天然生漆漆酶的微生物酶制劑,可用于生漆促干制備快干精制漆。也可作它用。