白腐真菌的研究.ppt

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1、简介菌种及原理木质素降解酶系应用总结及结尾白腐真菌的研究1简介菌种及原理木质素降解酶系应用总结及结尾简介白腐菌是属于担子菌亚门的真菌,因腐朽木材呈白色而得名，是能够降解木材主要成分的微生物之一。木材在白腐过程中大部分纤维仍保持完整，且纤维素结晶度变化不大。由此设想利用对降解木质素选择性好的白腐菌进行生物制浆，能开辟制浆方法的新途径。白腐菌除了能降解木质素用于预处理、生物漂白、生物制浆外，对其它有机异生物质也有很强的分解能力，因而在废水处理中也有广泛的应用前景。2简介菌种及原理木质素降解酶系应用总结及结尾菌种及

2、原理3木质素是由苯丙烷单元通过醚键和碳碳键连接而成的聚酚类三维网状高分子化合物。木质素由于具有各种生物学稳定的复杂键型而不易被微生物降解。如何高效利用木质纤维素原料其关键在于有效降解包裹在纤维素晶体外面的木质素以及半纤维素，从而增加纤维素表面积，使纤维素易于降解，从而生成可发酵性糖。木质素结构简介菌种及原理木质素降解酶系应用总结及结尾菌种及原理4白腐菌属于担子菌纲，是少数的能选择性降解木质素的真菌之一，因其腐生在树木或木材上，引起木质白色腐烂而得此名．目前，已研究的白腐菌有：黄孢原毛平革菌、彩绒革盖菌、变色栓

3、菌、射脉菌、凤尾菇、杂色云芝、糙皮侧耳、朱红密孔菌等。黄孢原毛平革菌已成为研究木质素降解的模式株。白腐菌所分泌的木质素降解酶主要有3种，即木质素过氧化酶、锰过氧化物酶和漆酶。白腐菌在降解木材的过程中，在适宜的条件下，白腐菌菌丝开始沿着细胞腔蔓延，主要集中在纹孔处。在菌丝下细胞壁被分解出一条沟槽，它可从细胞腔到复合胞间层，逐渐降解纤维素、半纤维素和木质素。白腐菌降解木质素可分为细胞内和细胞外2个过程．在细胞内主要营养物质(碳、氮、硫)限制条件下，白腐菌启动形成整个降解系统：简介菌种及原理木质素降解酶系应用总结及

4、结尾菌种及原理5①产生过氧化氢的氧化酶，即细胞内葡萄糖氧化酶和细胞外乙二醛氧化酶。它们在分子氧的参与下氧化相应底物激活过氧化物酶，从而启动酶催化循环。②合成对木质素降解起作用的细胞外酶，即木素过氧化物酶、锰过氧化物酶和漆酶3种触发启动一系列自由基链反应，使木素结构中的苯环发生单电子氧化反应形成阳离子基团，而后发生一系列自发反应而降解。简介菌种及原理木质素降解酶系应用总结及结尾木质素降解酶系6木质素降解酶系木素过氧化物酶(LiP)锰过氧化物酶(MnP)漆酶(Lac)简介菌种及原理木质素降解酶系应用总结及结尾木质

5、素降解酶系7木素过氧化物酶木素过氧化物酶(LiP)是由Tien等于1983年在黄孢原毛平革菌中发现的，随后的研究发现大部分白腐菌在木素降解条件下都能分泌这种酶，是迄今为止研究的最清楚的木素降解酶，在天然木质素和环境污染物小分子的降解过程中LiP起关键作用。LiP是一类含有血红素辅基的同工酶，分子中有10条长的蛋白质单链，一条短的单链。LiP作为生物催化剂，能够催化苯酚、芳香胺、芳香醚及多环芳香化合物，通过多个反应步骤氧化木质素模式化合物．LiP降解木素时需要其他酶(如氧化酶)产生H2O2，催化氧化木素需要一种

6、真菌代谢产物藜芦醇(3,4-二甲氧基苯甲醇，VA)参与．VA既是LiP的底物，又是LiP的氧化还原介体，可能还起到保护酶免受过量H2O2破坏的作用．LiP催化氧化VA形成阳离子自由基，其传送电子能力极强．简介菌种及原理木质素降解酶系应用总结及结尾木质素降解酶系8木素过氧化物酶/R为催化底物,最上面Fe为+3价，其余+4价简介菌种及原理木质素降解酶系应用总结及结尾木质素降解酶系9锰过氧化物酶锰过氧化物酶(MnP)普遍存在于白腐菌的各个菌种中．与LiP一样它的催化循环也需要由H2O2启动．不同之处在于，它以木质素

7、组织中广泛存在的Mn2+作为反应底物，同时以Mn3+作为介质氧化木素。简介菌种及原理木质素降解酶系应用总结及结尾木质素降解酶系10漆酶漆酶（Lac）是一种含铜的多酚氧化酶，和植物中的抗坏血酸氧化酶、哺乳动物的血浆铜蓝蛋白属铜蓝氧化酶家族中的同一小族，在结构和功能上存在许多相似之处。它可以催化氧化酚类化合物脱去羟基上的电子或质子，形成自由基，导致酚类及木素类化合物裂解，同时分子氧被还原为水。其反应包括脱甲氧基、脱羟基、C-C键断裂过程等。漆酶来源广泛，植物、昆虫和真菌中都存在漆酶。简介菌种及原理木质素降解酶系应

8、用总结及结尾应用11目前白腐菌降解木质素的模式菌株是黄孢原毛平革菌．秸秆经白腐真菌发酵后，大部分的低质非蛋白氮转化为较高质量的菌体蛋白，蛋白质品质也得到较大幅度的改进．秸秆经白腐菌处理不仅营养成分有极大的提高，而且其pH值由未处理前的5.7降到4.0，呈愉快的水果香味，同时由于大部分的木质素被降解或破坏，秸秆质地柔软，适口性明显改善；可提高动物对饲料的消化，并且已经突破了秸秆仅用于反刍动物饲料的禁区