固定化真菌漆酶在环境有机污染修复中的应用研究进展
2021-08-11陈明雨倪烜司友斌孙凯
陈明雨 倪烜 司友斌 孙凯
(农田生态保育与污染防控安徽省重点实验室 安徽农业大学资源与环境学院,合肥 230036)
漆酶是一类胞外含铜多酚氧化还原酶(EC 1.10.3.2),普遍分布在高等植物、昆虫和微生物体内,首次被日本科学家发现于日本紫胶漆树的汁液中[1]。分泌漆酶的真菌来源较为广泛,主要包括担子菌门(Basidiomycota)、子囊菌门(Ascomycota)和半知菌类(Deuteromycota),其中最重要的是担子菌门中的白腐真菌[2]。漆酶在生物体内的主要作用包括色素形成、木质素合成、角质层硬化和污染物解毒等[3-4]。 鉴于真菌漆酶具有良好的催化机能和底物广谱性,其已被用于去除生态环境中的多种难降解有机污染物。例如,Ulu等[5]利用改性Fe3O4磁性颗粒固定漆酶,该固定化漆酶对活性蓝171和酸性蓝74染料具有显著地脱色和降解效果。另有研究指出,漆酶和2,2’-联氮双(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)[2,2’-azinobis(3-ethylbenzthiazoline-6-sulfonate),ABTS]介质在3 h内可以完全降解非甾体抗炎药双氯芬酸(diclofenac,DCF),且反应7 d后DCF的羟基化产物也被彻底消除[6]。
漆酶的催化中心含有4个铜离子,它们共同调控漆酶对不同底物分子的氧化反应[3]。该过程以水体中溶解氧作为最终电子受体,催化有机污染物的单电子氧化形成活性自由基或醌类中间体,随后这些活性中间体自发地发生耦合或键断裂反应。漆酶介导有机污染物的转化具有反应条件温和、催化效率高、底物广谱、操作可控和经济环保等优点,其能够作为一种环境友好型“绿色催化剂”[2]。目前,酶固定化技术的快速发展为漆酶在环境有机污染物去除中的大规模应用提供了广阔空间[7]。……
