漆酶催化生物体内有机物合成与分解代谢的双功能机制及其在生物技术领域中的应用

本文简要概述了漆酶分子的化学结构、底物谱和催化功能,重点分析了酚类化合物对漆酶介导生物体内有机物合成与分解代谢的影响及其双功能作用机制,总结并展望了漆酶的双功能属性在生物技术领域中的最新应用前景,旨在为拓展和开发漆酶的多功能应用提供新颖的见解和思路。

固定化真菌漆酶在环境有机污染修复中的应用研究进展

我国有机污染废水排放总量巨大,其释放到生态环境中对野生动物和人群健康构成严重威胁。目前,生物修复技术因其绿色环保、经济高效而备受关注。漆酶能够催化不同类型有机污染物的氧化耦合和分解,该反应具有催化速率高、简单可控、底物广谱和生态友好等特点。鉴于游离态漆酶性能不稳定且难以回收利用,而酶固定化技术可显著改善游离态漆酶的稳定性、增加其循环利用次数和催化功效,有望实现漆酶在环境生物修复中的大规模应用。综述了真菌漆酶的分子结构、底物谱和催化性能,对比了漆酶的4种常规固定化方法(吸附、包埋、共价结合和交联)的优缺点。重点总结了固定化漆酶介导雌激素、抗生素、多环芳烃、个人护理产品、合成染料和磺胺类药物等有毒有害污染物的自由基耦合和氧化分解机理。固定化漆酶以分子氧作为电子受体,催化有机污染物氧化生成活性自由基或醌类中间体。这些活性中间体既能以共价耦合的途径形成聚合物,也可通过自由基相互攻击形成分解产物,进而显著降低母体化合物的生态毒性。固定化漆酶在净化有机废水、消除环境污染和维持生态健康等方面已表现出巨大的应用潜力,未来需要进一步筛选廉价固定化载体和提高固定化漆酶循环利用效率。

Influences of Charcoal Amendment on Adsorption-Desorption of Isoproturon in Soils

In order to prevent pesticide leaching from soil, the effects of charcoal amendment on adsorption-desorption of isoproturon in soils were studied and the mechanisms in reducing the loss of isoproturon from soils were suggested. Adsorption-desorption of isoproturon in five different particle sizes of charcoals and three different soils were studied using batch equilibration technique. The results showed that the experimental data were well fitted by the Freundlich empirical equation. Charcoal had a great adsorption capacity for isoproturon, and the smaller the particle size of charcoal, the more the adsorption of isoproturon. The amendment with charcoal could greatly improve the adsorption of isoproturon in soils. The adsorption of isoproturon in soils increased with the rate of charcoal amended （r= 0.9568＊＊, P 〈 0.01）. Desorption of isoproturon from charcoals and soils showed significant hystersis which was shown by the higher adsorption slope （1/nsds） compared to the desorption slope （1/ndes. The hysteresis effects of charcoal on desorption of isoproturon were closely correlated with the content of charcoal in the soils, and the hysteresis index （H） increased with the rate of charcoal amended. Observation of environmental scanning electron microscopy （ESEM） exhibitted the fine pore structure and special surface characteristics of the tested charcoal. Analysis of Fourier transform infrared spectra （FTIR） of isoproturon adsorbed on charcoal suggested probable bonding interactions between isoproturon and charcoal. This research suggests that charcoal amendment may be an effective management practice for controlling pesticide desorption and leaching in soils.

纳米银对四种不同性质土壤微生物量及酶活性的影响

为研究纳米银在土壤中的微生物毒性,采用室内培养方式,探究纳米银(0、10、50、100 mg·kg^(-1))对4种不同性质土壤中微生物数量、多样性、呼吸作用及酶活性的影响。结果显示,低剂量(10 mg·kg^(-1))纳米银对土壤微生物影响较小,中高剂量(50、100 mg·kg^(-1))纳米银处理下土壤可培养微生物数量显著降低。随着纳米银剂量的增加,黄褐土酸杆菌门(Acidobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、蓝菌门(Cyanobacteria)、硝化螺旋菌门(Nitrospirae)、厚壁菌门(Firmicutes)群落丰度显著下降;变形菌门(Proteobacteria)、浮霉菌门(Planctomycetes)群落丰度显著增加。纳米银处理土壤呼吸作用减弱,土壤脲酶、蔗糖酶活性显著抑制,而荧光素二乙酸酯酶(FDA酶)、过氧化氢酶活性受纳米银剂量影响没有显著变化。同剂量纳米银处理下黄褐土、砖红壤中微生物性状因子对纳米银的响应强于水稻土和黄棕壤。多变量主成分分析显示,纳米银对真菌、FDA酶、过氧化氢酶的抑制与土壤有机质、砂粒含量正相关,对脲酶、蔗糖酶、呼吸作用的抑制与土壤pH值、阳离子交换量(CEC)正相关。综上分析,纳米银进入土壤后会对土壤微生物产生毒性作用,抑制微生物的生长繁殖,但不同门类微生物对纳米银的敏感程度不同,且纳米银的毒性受土壤性质的影响。