黃孢原毛平革菌的簡單介紹

黃孢原毛平革菌屬于擔子菌綱（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(chǎn)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于北美各地，在我國尚未發(fā)現(xiàn)。

黃孢原毛平革菌能夠產(chǎn)生一系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(chǎn)生纖維素酶和半纖維素酶。在木質(zhì)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于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(yǎng)液中發(fā)現(xiàn)了木素過氧化物酶，但是酶的活力很低，而且只能在靜止培養(yǎng)時產(chǎn)酶。20世紀80年代中期，產(chǎn)酶研究出現(xiàn)了兩個方面的突破，一是發(fā)現(xiàn)添加低濃度吐溫能使黃孢原毛平革菌在液體深層培養(yǎng)時產(chǎn)酶；二是發(fā)現(xiàn)該菌的中間代謝產(chǎn)物藜蘆醇對產(chǎn)酶具有誘導作用，從而大大提高了酶產(chǎn)量。黃孢原毛平革菌需要在限、或限碳、或限硫的培養(yǎng)基中進行培養(yǎng)，而且需要經(jīng)常通純氧才能產(chǎn)木素過氧化物酶。昂貴的藜蘆醇、通純氧及較低的酶活限制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(yǎng)時也能達到生產(chǎn)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，還能做到菌體的重復使用或連續(xù)產(chǎn)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(zhì)素及多環(huán)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氧化后失去兩個電子而形成的過渡態(tài)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(tài)Lip2和一個自由基產(chǎn)物；最后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(chǎn)物，酶本身則回復到原酶形態(tài)Lip。每一循環(huán)中生成的兩個芳香正離子自由基具有很強的活性，經(jīng)過一系列反應后，會發(fā)生側(cè)鏈C-C鍵斷裂、甲氧基水合或脫甲基等反應，從而被降解。

錳過氧化物酶只有在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(huán)中將兩個底物分子氧化。