细菌群体感应系统研究进展

综 述

细菌群体感应系统研究进展

张晓兵,府伟灵

(第三军医大学第一附属医院检验科,重庆400038)

关键词:群体感应;信号分子;研究进展

中图分类号:R378 文献标识码:A 文章编号:1005 4529(2010)11 1639 04

细菌分泌一种或者几种小分子量的化学信号分子促进细菌个体间相互交流,协调群体行为,该现象称为群体感应(quorum sensing,Q S)。细菌利用信号分子感知周围环境中自身或其他细菌的细胞群体密度的变化,并且信号分子随着群体密度的增加而增加,当群体密度达到一定阈值时,信号分子将启动菌体中特定基因的表达,改变和协调细胞之间的行为,呈现某种生理特性,从而实现单个细菌无法完成的某些生理功能和调节机制。

20世纪70年代,研究海洋细菌费氏弧菌(Vibr io f is ch er i)和哈氏弧菌(夏威夷弧菌;V.har vey i)生物发光现象发现群体感应[1]。群体感应参与调控细菌的多种生活习性以及各种生理过程,如生物发光、质粒的接合转移、生物膜与孢子形成、细胞分化、运动性、胞外多糖形成等,尤其致病菌的毒力因子的诱导、细菌与真核生物的共生、抗菌药物与细菌素合成等与人类关系密切的细菌生理特性相关。笔者就QS 机制、临床意义、医学前景做一简单综述。

1 QS机制

1.1 革兰阳性菌Q S系统 革兰阳性菌主要用翻译后修饰的寡肽物质作为QS信号分子,感应菌群密度和环境因子的变化,并将环境信息传递给双组分信号转导系统(T CS),后者再调控相关基因表达。A IP通常由5~17氨基酸组成,而氨基酸侧链通常含有修饰性基团,如异戊烯基基团(芽胞杆菌属)、硫内酯环(葡萄球菌属)。在细胞质中合成前体肽,然后经过加工、修饰并转运到细胞外环境中形成多个AI P。不同菌中前体肽的长度及组成差异较大,转录后加工增加了A IP的稳定性、特异性和功能性。AI P之间的细微差别提供了信号的特异性。当胞外的AI P达到阈浓度时可被菌体上的A IP识别系统识别。该识别系统为双组分磷酸激酶,与A IP结合后,引起激酶的组胺酸残基磷酸化,经过一个复杂的传递过程,最终使胞内受体蛋白的天冬氨酸残基磷酸化,磷酸化后的受体蛋白能与DN A特定靶位结合,从而调控靶基因的转录表达。

不同革兰阳性菌其信号肽的结构也不同。由于与受体结合效率和AI P化学结构高度相关,通常大多数革兰阳性菌,还有部分革兰阴性菌利用该系统进行种内之间的联系[2]。

收稿日期:2010 02 07; 修回日期:2010 04 091.2 革兰阴性菌Q S系统 革兰阴性菌QS信号分子,也被称为自诱导物(A I) 1(A I 1)。A HL s由一个疏水性的保守高丝氨酸内酯环的头部和一个亲水性的可变的酰胺侧链的尾部组成,可变的酰基链的尾部决定了A HL s多样性。A H Ls 间的差异主要体现在酰胺基侧链的有无和长短、酰胺链上的第3位碳原子上的取代基团差异(氢基、羟基或羰基)以及侧链有无一个或多个不饱和键。A H Ls差异是在其合成过程中,即是由高丝氨酸结合了不同的酰基 酰基载体蛋白的酰基侧链形成的。A H L s带有短的酰胺侧链使其被动地进出细菌细胞壁,这与带有长的酰胺侧链的A H Ls和A IP不同,后二者靠主动转运机制跨过细菌细胞膜[2]。

大多数革兰阴性菌,L ux I蛋白和Lux R蛋白参与到群体感应系统中。L uxI蛋白是自体诱导物合成酶,能够合成信号分子AH L s,L ux R蛋白是细胞质内自体诱导物感受因子,同时也是一种DN A结合转录激活元件,A HL s扩散到细胞外后,随着细胞密度的增加而积累,当这种信号密度积累到临界密度时就与Lux R结合,结合后的复合物能激活基因转录。由于L uxR蛋白仅结合特异性AH L s,那么L uxI/L ux R 系统也主要用于种内间的群体感应。然而,能够结合几种A H Ls的Lux R蛋白已有报道,例如,沙门菌属SdiA蛋白主要与细菌种间感应有关[3]。

1.3 革兰阳性菌与革兰阴性菌共有Q S系统 20世纪90年代,在多个革兰阴性菌发现另外一套QS系统,该系统信号物质为由L ux S蛋白形成的自诱导物(A I) 2(AI 2),其主要成分为呋喃酮酰硼酸酯(furanosyl bor ate ester)。A I 2在50多种不同细菌中得到报道,包括革兰阳性菌和革兰阴性菌[4]。哈氏弧菌,AI 2分子的受体是L uxP蛋白,L uxP A I 2复合物结合到另一种蛋白Lux Q,后者含有包含一个传感器激酶区和反应调节区。当细菌密度低并且缺乏A I 2时,在L uxU中间蛋白的帮助下,L uxQ将L ux O磷酸化,反过来,磷酸化的L uxO激活了抑制荧光素酶操纵子转录的抑制蛋白的转录。当细菌密度过高时,A I 2的出现,促使L ux Q磷酸化酶活性降低,从而L ux O失活,这样导致Lux R介导荧光素酶的转录[5]。哈氏弧菌与费氏弧菌L ux R构成有一定的区别。虽然在大多数肠道细菌,A I 2直接调节编码A BC转运系统的基因,这表明A I 2主要功能是参与代谢调节[6],但在群体感应系统中,A I 2还应该被认为是细菌间联系的通用信号![7]。

1.4 其他Q S系统 肠出血性大肠埃希菌(EH EC)引起食物源性严重肠道疾病、溶血性尿毒症综合征和血栓性血小板减少性紫癜的病原菌。EH EC动力、黏附力和毒力基因的表达受Q S系统调控,其中由几种肠道细菌产生的特性还不是很清楚的自诱导物AI 3亦参与了调节[8]。肾上腺素/去甲肾上腺素可以诱导EHEC相同毒力基因的表达,而A I 3的作用可以被肾上腺素受体拮抗剂抑制,因此可以认为A I 3与肾上腺素/去甲肾上腺素结构相似。另外,肾上腺素/去甲肾上腺素出现本身也可以作为Q S信号。除EH EC的Q seE/F系统外,在有些细菌Q seB/C也被认为是A I 3和肾上腺素/去甲肾上腺素的受体。因此,肾上腺素受体在细菌群体感应中起重要的作用[8]。

2 病原菌群体感应的临床意义

2.1 金黄色葡萄球菌 金黄色葡萄球菌的ag r(accessor y

g ene r eg ulato r,辅助基因调节蛋白)群体感应系统是革兰阳性菌中研究得最多的QS机制之一。测序分析,金黄色葡萄球菌ag r可以分成4种不同类型,其中一种类型ag r的A IPs 可以抑制ag r表达其他类型ag r。溶血素、肠毒素、外毒素、酶以及一些表面蛋白的表达均受agr调控。因此,agr在金黄色葡萄球菌致病过程中起重要的作用。

金黄色葡萄球菌的致病性是众所周知的,可以引起多种器官感染,也是目前医院感染重要的病原菌。低毒力菌株只引起个体的感染,而高毒力菌株导致感染长期存在,而且会引起迅速的暴发流行。研究表明高毒力菌株通常为ag r?型。研究还表明,agr缺失突变株可降低金黄色葡萄球菌引起心内膜、骨髓炎的能力。

在动物感染中发现,牛乳腺感染的金黄色葡萄球菌与兔感染的金黄色葡萄球菌的毒力不相同,后者毒力较前者强。通过分析发现,牛乳腺感染的金黄色葡萄球菌主要是agr#型,很少为ag r?型和%型[9]。ag r#型感染牛,表明该菌株在牛乳腺上皮细胞定植的能力强,在小鼠乳腺也发现大量该型细菌存在。ag r?型易在细胞外发现,且与生物膜的形成有关。有文献报道,耐青霉素金黄色葡萄球菌与agr#型有一定的相关性[10]。

与铜绿假单胞菌不同的是,Q S系统对金黄色葡萄球菌生物膜的形成调节为负调节,其中ag r依耐性表达有助于生物膜的分离并在新的位点定植[11]。金黄色葡萄球菌QS依赖性生物膜的分离有助于其扩散并造成慢性感染,这就可以解释为什么ag r+与agr-在某些类型感染中相互作用,促进感染的发生、发展。

2.2 铜绿假单胞菌 铜绿假单胞菌是重要的条件致病菌,由于对多种抗菌药物耐药其感染变得非常难治,一旦生物膜形成,抗菌药物的敏感性也要降低。该细菌可以在多种动物、多种组织感染,表明该菌的适应能力很强。铜绿假单胞菌多种毒力因子的表达至少受两种不同QS系统的调控,如L as和Rhl[12]。

生物膜的形成使铜绿假单胞菌感染的治疗变得相当困难,使细菌在动物、植物和惰性材料表面定植,导致细菌在周围环境中持续存在。另外,抗菌药物和宿主防御机制对生物膜内的细菌很难清除,这样也容易导致慢性感染而且抗菌药物治疗无效。由于铜绿假单胞菌在水中是普遍存在的,因此潮湿的物体表面有该菌定植并易形成生物膜。铜绿假单胞菌产生生物膜的能力与侵入性检查或移植感染有一定的相关性。该菌也是角膜溃疡、皮炎、中耳炎和尿路感染严重的、复杂的因素之一。

Q S系统与毒力基因的表达有关,有文献报道,铜绿假单胞菌缺乏R h1Q S系统一个或多个成分,就导致毒力因子蛋白的减少[13]。有助于该菌定植的毒力因子受QS系统负调节,而有助于该菌清除的因子受Rh1正调节。作者认为,在感染前后获得的这些表型都是为了适应新的环境。最近研究表明,QS缺乏株之所以形成生物膜与其定植有一定的联系。进化生物学家也描述了在细菌群体中欺骗!个体现象[14],这些所谓欺骗者!是从相互合作的群体中受益。由于欺骗者!不参与生物膜形成,与参与被膜形成的细菌存在竞争关系,因此这些细菌在这个群体中还是占主导地位。然而,当欺骗者!占很大比例时将影响生物膜的稳定性,最后整个群体将瓦解[14]。

2.3 沙门菌属 沙门菌属有几种Q S系统,含有L uxR类似物 SdiA,而不含Lux I类似物,而且不产生A HL s信号。这表明SdiA感受的是其他细菌所产生的AH L s信号,它通过这种方式感受肠道环境。SdiA调节各种不同功能的毒力基因的表达,如耐药基因、菌毛的表达。在小鼠,家禽或牛模型上,SdiA突变株,其毒力并没有减弱。在海龟肠道,依赖SdiA基因表达活性增强,而在多种恒温动物中却没有这种现象[15]。因此,在沙门菌属致病过程中,SdiA的作用仍然不是很清楚。

在鼠伤寒沙门菌中,luxS基因直接参与了AI 2的合成。L uxS、沙门菌属的A I 2和4,5二羟基 2,3 戊二酮(D PD)是沙门菌属产生毒力所必需的。Lux S缺失突变株在沙门菌属毒力岛 1毒力基因的表达严重减弱。这些基因是有效入侵肠道上皮细胞所必需的,而且是沙门菌属在多数动物中致病的关键。这些都表明沙门菌属仅仅通过产生SP I 1毒力因子,感染初期是安全的[16]。

真核细胞通过各种激素或激素类物质,如肾上腺素和去甲肾上腺素相互联系,然而这些物质可能被病原体如沙门菌属误用,从而定植到宿主细胞或诱导疾病的产生。儿茶酚胺可能通过两种机制刺激鼠伤寒沙门菌属:作为Q S信号或铁离子供应体[17]。可以感应去甲肾上腺素的沙门菌属Q seC A I 3感应体与毒力的调节有关,如动力的调节[18]。即使儿茶酚胺、神经递质或其他激素在沙门菌属致病过程中的作用的研究仍然不清楚,但对宿主产生的去甲肾上腺素反应能力提醒我们要注意潜在的食品安全。上述机制可能是沙门菌属在动物例如猪群体中突然暴发的原因之一[18]。

2.4 其他细菌 其他一些细菌,如枯草芽胞杆菌黑色变种芽胞、多杀巴斯德菌、大肠埃希菌、放线杆菌属(A ctinobacil lus)等细菌基因组也含有L ux S类似物,也能够产生A I 2类小分子。H is top hilus somni Q S系统与其致病性有关。

M annheimia haemoly tica L ux S缺失突变株虽然不能白细胞毒素的水平,但是却增加了P V毒力基因表达水平,例如转特结合蛋白、黏附素等[19]。有文献报道,胸膜肺炎放线杆菌lux S缺失突变株毒力显著性减弱,这与该株细菌主要的毒力因子apx IIA表达下调有关[20]。有不少文献报道了EH EC 感染发病机制中有关Q S机制所起的作用。在体外luxS缺失突变的肠致病性大肠埃希菌(EP EC)毒力减弱,但是在感染动物模型中却发现毒力并没有减弱[21]。虽然Q S机制最初是在弧菌属中发现,但是现在还少有文献报道Q S机制与毒力之间的关系。在其他一些细菌如产气荚膜梭菌,假结核耶尔森菌,空肠弯曲菌有关Q S现象有文献报道,但是Q S机制与毒力之间的关系还不是很清楚,有待进一步研究。

3 群体感应在医学中的前景

3.1 QS信号的检测可以作为临床诊断指标 由于细菌QS 系统与其致病性有一定的关系,那么致病菌所产生的信号分子可能成为细菌感染诊断潜在的早期生物标志物。已有文献报道,利用各种信号分子的化学结构的不同,用不同的传感系统来检测这些信号分子。大多数对Q S信号的检测都集中在对A H L s的检测,慢性肺纤维化的患者,A HL s信号分子与铜绿假单胞菌或洋葱伯克霍尔德菌慢性感染的形成有一定的联系。尽管检测Q S系统方法很多,但仅有少数方法可以真正用于检测临床标本QS信号分子。

大多数革兰阴性致病菌的AH L s可以在患者痰液、呼吸道脓性分泌物、肺、肝、脾匀浆以及粪便标本得到检测。肺移植患者即使临床肺功能稳定,没有细菌感染的迹象,支气管肺泡灌洗液可以检测长链A H Ls。因此,Q S信号分子的检测作为细菌感染早期诊断的一种方法值得关注。

3.2 QS抑制可以作为治疗手段 在原核生物和真核生物范围内,QS抑制物的概念并不陌生。例如,有些金黄色葡萄球菌菌株分泌的自诱导物可以刺激自身QS系统,但对于其他菌株的Q S系统却有交叉抑制效果,这样就可以在感染或定植位点排除异己。有些芽胞杆菌所产生的酰基高丝氨酸内酯激酶(acy lho mo serine lactonase enzy me)可以通过水解与其竞争细菌的A H Ls内酯键使A H Ls活性丧失。实际上,有些人类细胞株也可以使QS信号分子失活,这表明人类防御系统可能含有通过干扰QS系统来防止细菌感染的功能。

Q S抑制物虽然对对细菌的生长没有直接的效果,但可以减弱细菌的致病力,从而增加了病原菌对宿主防御功能的敏感性。大环内酯类有作为Q S抑制物的潜力,虽然对于细菌的生长缺乏纯粹!QS抑制物的效果,但相对传统!抗菌药物有明显优势,因为Q S抑制物的运用不会产生选择性压力而导致细菌发展为耐药。另外,在铜绿假单胞菌、金黄色葡萄球菌和鼠伤寒沙门菌已发现用Q S抑制物可以抑制生物被膜的形成。

最近,通过高通量筛选发现一小分子物质L ED209[22],其可以抑制QseC介导的毒力基因表达活性。体外实验,多种致病菌如EHEC、鼠伤寒沙门菌、土拉热弗朗西丝菌的毒力基因表达亦可被该小分子抑制。由于对于哺乳动物没有不良反应、有较宽的抑菌谱和对细菌生长不产生直接效果,因此该小分子物质有着广泛的前景[22]。

综上所述,Q S现象广泛存在于细菌中,不同Q S机制运用不同的信号分子,以便细菌间的相互联系!。由于细菌感染的致病过程中,Q S可能扮演重要角色,QS信号的检测对于细菌感染早期诊断和运用QS抑制物治疗感染有着诱人的前景。

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消毒隔离与护理管理相关性

赵雪颜

(佛山市高明区人民医院,广东佛山528500)

关键词:消毒隔离;护理人员;护理管理

中图分类号:R197.323 文献标识码:B 文章编号:1005 4529(2010)11 1642 01

消毒隔离工作主要由护理人员具体执行,而护理管理质量又与护理人员执行消毒隔离制度有相关性,现总结如下。

1 薄弱环节

其(1)对医院感染管理工作不够重视:首先是管理者对消毒隔离、预防医院感染的重要性认识不足,对护理人员教育、管理工作不到位,导致护理活动中的各项消毒隔离措施落实较差。如开启无菌物品、液体等未注明开启日期和时间;不按要求检查无菌物品,出现无菌物品过期现象;在护理操作中没有很好落实一人一用一消毒制度,使医院感染潜在不安全隐患。(2)医院感染管理知识培训不足:科室管理者及护理人员对消毒隔离和医院感染知识了解和掌握不深,违反消毒隔离管理要求。(3)护理管理不到位:工作中护理人员贪图方便不遵守无菌操作原则、消毒隔离制度。如接液体、进行无菌技术操作不戴口罩;止血带未做到一人一用一消毒;物品柜、治疗车等未定期清洁。(4)医务人员对手卫生认识不足:在不同患者之间进行操作不洗手或是洗手不规范,增加了医院感染发生的机会。

2 改进措施

2 1 强化教育转变观念 消毒隔离、预防医院感染是医疗安全中重要一环,管理者要使护理人员认识消毒隔离和预防医院感染的重要性和必要性,同时,加强医院感染防控工作,保护患者免受医院感染的威胁,同时做好自我保护。

收稿日期:2010 02 25遵守消毒隔离管理制度和具有慎独!作风是控制医院感染的关键。

2 2 加强培训更新知识 正确认识及掌握医院感染各种有关知识与技术可以大幅度减少医院感染的发生和扩散,在管理层开展学习预防医院感染的法律、法规、消毒隔离和灭菌新知识,同时进行考核;在科室内每季度最少组织一次学习消毒隔离或预防医院感染的相关知识;对新毕业护士、新调入护士、实习人员必须做岗前医院感染知识培训和考核;护理部在每年规范化培训考核的内容中也要有消毒隔离、灭菌、医院感染相关知识;消毒隔离、医院感染防控工作抽查及考核。

2 3 制度落实重在管理 医院感染制度的实效性体现在落实过程中,制度的落实一方面靠的是人们的自觉性,另一方面靠医院感染管理人员的监督和检查,护士长是临床最基层的护理管理者,要有敏锐的观察力,善于发现问题,纠正错误,跟踪改进效果,实施持续质量改进的管理方法。同时,管理者要使护理人员对消毒管理从强制执行变成习惯和自觉的行为,使护理人员违规现象明显减少。

3 讨 论

消毒隔离管理是预防医院感染的重要环节,通过加强管理者的管理,加强护理人员消毒隔离知识的培训,针对消毒隔离制度实施过程的薄弱环节及主要问题,作为质量改进的重点,进行持续质量改进,控制医院感染的发生。

漆酶催化活性中心结构及应用的研究进展

第8卷第2期2000年　6月 纤维素科学与技术 Journal of Cellulose Science and T echnology V ol.8　N o.2 Jun.　2000 综述评论漆酶催化活性中心结构及应用的研究进展Ξ 李光日　余惠生3　付时雨　秦文娟 (中国科学院广州化学研究所纤维素化学开放研究实验室　广州　510650) 文　摘:综述了漆酶催化活性中心结构及应用的研究进展。漆酶的催化 反应发生在铜离子形成的活性中心,但其氧化能力与氨基酸配体有密切 的关系。漆酶可应用于带有羟基或氨基的芳香族单体的聚合反应,偶氮 染料的合成及降解,稠环芳烃的降解去毒等。同时在纸浆的洁净漂白,化 学分析中痕量物质的检测,食品的保鲜及改良和环保等方面有重要应用。 关键词:漆酶,催化活性中心结构 中图法分类号:Q55 0　前　言 漆酶是一类含铜的多酚氧化酶(P—diphenol:oxidoreductase,EC1.10.3.2)。早在1883年,Y oshida从漆树的分泌物中发现了一种蛋白质,它可使油漆迅速固化[1]。1894年Bertrand将这种蛋白质命名为漆酶[2]。随后人们发现这种酶不仅存在于漆树的分泌物中[3～5],而且存在于多种植物[6～8]、昆虫[9,10]和高等真菌中[11～15]。 近年来,漆酶在痕量物质的分析、染料合成与降解、食品性质的改良、环保和皮革工业等领域显示了较高的应用价值。尤其重要的是漆酶在氧化还原介体的协助下具有降解木素的能力[16],可以用于纸浆中残余木素的脱除,有利于发展全无氯的纸浆漂白技术。与传统的氯漂工艺相比,利用漆酶来脱除纸浆中的残余木素,不会产生有毒性的氯酚类化合物,对减少环境污染有着重要的意义。因此漆酶作为一种具有很大的潜在应用价值的酶越来越受到人们的关注。关于漆酶产生方面的研究大多数是以白腐菌为研究对象,只有少数是以细菌[17]为研究对象。王佳玲等人对产漆酶白腐菌菌种,培养方式及产漆酶效果的影响因素等方面做过较为系统的总结[18]。本文将分以下三个方面对近年来有关漆酶的一些研究结果进行扼要的综述。 1　漆酶的催化活性中心结构 漆酶一般以单蛋白体的形式存在,其分子量范围一般是从52K Da到110K Da,也有些漆酶分子的分子量大于110K Da。不同来源的漆酶其分子被不同程度地糖基化,碳水化合物含量占10%～45%(质量分数),一般情况下真菌漆酶的碳水化合物含量要低于植物漆酶的碳水化合物含量[19]。含有糖基的蛋白不易结晶,为了研究漆酶蛋白多肽的 收稿日期:2000-01-06 国家自然科学基金和广东省科学基金资助课题 3通讯联系人

真菌漆酶的研究进展及其应用前景

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真菌漆酶的研究进展及其应用前景 作者：周雪婷， 张跃华， 罗志文， 潘亭如， 缪天琳 作者单位：佳木斯大学,黑龙江佳木斯,154007 刊名： 农业与技术 英文刊名：Agriculture & Technology 年，卷(期)：2012,32(9) 参考文献(33条) 1.王光辉;季立才中国漆树漆酶的底物专一性 1989 2.Nina H;Laura-Leena K Crystal structure of a laccase from Melanocarpus albomyces with an intact trinuclear coper site 2002(08) 3.雷福厚;蓝虹云漆树漆酶和真菌漆酶的异同研究[期刊论文]-中国生漆 2003(01) 4.李慧蓉白腐真菌生物学和生物技术 2005 5.Harald Claus Laccases:structure.reactions,distrihution 2004(35) 6.张丽白腐真菌产漆酶对染料废水降解的研究 2004 7.张敏;肖亚中;龚为民真菌漆酶的结构与功能[期刊论文]-生物学杂志 2003(20) 8.Gimifreda L;Xu F;Bollag J-M Laccases:a useful group of oxido reductive enzymes 1999(03) 9.Xu F;Kulys J J;Duke K Redox Chemistry in Laccase-Catalyzed Oxidation of N-Hydroxy Compounds 2000(66) 10.堵国成;赵政;陈坚真菌漆酶的酶活测定及其在织物染料生物脱色中的应用[期刊论文]-江南大学学报（自然科学版） 2003(02) 11.缪静;姜竹茂漆酶的最新研究进展[期刊论文]-烟台师范学院学报(自然科学版) 2001(17) 12.刘尚旭;赖寒木质素降解酶的分子生物学研究进展[期刊论文]-重庆教育学院学报 2001(14) 13.何为;詹怀宇;王习文;伍红一种改进的漆酶酶活检测方法[期刊论文]-华南理工大学学报（自然科学版） 2003(31) 14.季立才;胡培植漆酶结构,功能及应用 1996(18) 15.侯红漫白腐菌Pleurotus ostreatus漆酶及对蒽醌染料和碱木素脱色的研究 2004 16.Huang Z Y;Huang H P;CaiR X Organic solvent enhanced spectrofluorin etric method for determition of laccase activity 1998(01) 17.Badiani M;Felici M;Luna M Laccase assay by means of highperfomance liquid chromatography 1983(02) 18.Wood D.A Production,Purification and Properties of Extracelluar laccase of Agaricus bisporus 1980(17) 19.林俊芳;刘志明;陈晓阳真菌漆酶的酶活测定方法评价[期刊论文]-生物加工过程 2009(04) 20.望天志;李卫莲;万洪文微量热法测定漆酶的活性[期刊论文]-自然杂志 1997(06) 21.Kirk T K;Farrell R L Enzymatic "combustion":The microbial degradation of lignin 1987(10) 22.张爱萍;秦梦华;徐清华漆酶在制浆造纸中的应用研究进展[期刊论文]-中国造纸学报 2004(02) 23.Reid I D Biological pulping in paper manufacture 1991(08) 24.Bergbauer M;Eggert C;Kraepelin G Degradation of chlorinated lignin compounds in a bleach plant effluent by the white-rot fungus Trametes Versicolor 1991(35) 25.林建城酶在食品工业,轻工业和环境保护上的应用分析[期刊论文]-莆田学院学报 2005(02) 26.林鹿;陈嘉翔白腐菌对纸浆CEH漂白废水的脱色、消除毒性和芳香化合物的降解 1996(11) 27.E Rodriguez;MA.Pickard;R Vazquez-Duhalt Industial dye decolorization by laccases from ligninolytic fungi 1999(38) 28.Bollag J M;Myers C Detoxification of aquatic and terrestrial sites through binding of pollutants to humic substances 1992(117-118) 29.Majcherczy A Oxidation of ploycyclic aromatic hydrocarbons (PAH) by laccase of Trametes versicolor 1998(22) 30.刘涛;曹瑞饪漆酶在环境保护领域中的研究及应用进展[期刊论文]-云南环境科学 2005(03) 31.Collins P J;Kotterman M J J;Field J A;Dobson A Oxidation of Anthracene and Benzo[a]pyrene by Laccase from Trametes versicolor[外文期刊] 1996(12)

群体感应

费氏弧菌Vibrio fischeri 群体感应系统首先是在海洋细菌费氏弧菌，费氏弧菌定殖于夏威夷鱿鱼的发光器官内，当细菌达到一定的密度后，就会诱导发光基因的表达。细菌的生物发光为鱿鱼提供光源，掩盖其影子来保护自身。同时，细菌也获得一个合适的栖息场所。 Nealson等在1970 年首次报道了该菌菌体密度与生物发光呈正相关,该发光现象受细菌本身的群体感应调 节系统(Quorum-Sensing System , 简称QS 系统) 所控制。

通用语言呋喃硼酸二酯 Peptides 呋喃硼酸二酯 高丝氨酸内酯 γ-丁酸内酯 synthesizes autoinducer homoserine Autoinducer diffuses into the medium where it accumulates. At threshold concentration AI diffuses back into the cell and binds to activator protein LuxR. 酰基高丝氨酸内酯(AHL)的结构 AHL 由LuxI 类蛋白酶催化脂肪酸代 谢途径中的酰基-酰基载体蛋白(acyl-ACP)的酰基侧链与S-腺苷甲硫氨酸中高丝氨酸部分的接合, 并进一步内 酯化而生成的 不同的细菌产生不同的AHLs ，差异只在于酰基侧链的长度与结构，高丝氨酸内酯部分是相同的。

以及与启动子DNA的结合 The genes encoding the AHL synthase regulatory protein, respectively. In the presence of sufficient AHL signal, the R regulatory protein is activated, possibly by dimerization. The activated R regulatory protein binds to a specific binding site and stimulates (or represses) transcription initiation by RNA Polymerase holoenzyme ?LuxR型蛋白也有特殊的酰基结合框，在有多种细菌存在 的环境下，存在许多种AHL分子，每一种细菌都能对其自 身的群体感应信号识别、监控、作出反应 除了 链霉菌中调控抗生素合成的γ 黄色粘球菌

漆酶在制浆造纸中的应用研究进展

收稿日期:2004 07 19(修改稿) 作者简介:张爱萍,女,1980年生;山东轻工业学院硕士研究生;主要研究方向:纤维资源的制浆造纸特性与生物技术应用。 E mail:zhap@https://www.sodocs.net/doc/f14797677.html, 漆酶在制浆造纸中的应用研究进展 张爱萍 秦梦华 徐清华 (山东轻工业学院制浆造纸工程省级重点学科,山东济南,250100) 摘 要:漆酶是一种多酚氧化酶,参与木素的降解或聚合,具有氧化木素的能力,在制浆造纸中的应用已拓展到脱墨、漂白、制浆、废水处理、增加湿强性能等诸多方面。本文综述了近年来漆酶在制浆造纸工业中的应用研究进展。关键词:漆酶;脱墨;漂白;湿强中图分类号:Q55 文献标识码:A 文章编号:1000 6842(2004)02 0161 05 漆酶是一种含酮的多酚氧化酶(p diphenol oxidore ductase,EC 1 10 3 2),最早是1883年Yoshida 从漆树的分泌物中发现的[1],以后的研究进一步发现漆酶广泛存在于昆虫、植物和真菌中,尤其在一些能够降解天然木素的白腐菌(T versicolo r )中大量存在。 作为一种木素降解酶,漆酶可以降解生物体中的木素。漆酶的氧化还原电势比较低,为300~800m V (对标准氢电极)[2],只能氧化降解木素中的酚型结构单元(图1),而不能氧化占木素90%的非酚型结构。1990年[3] 发现如果有低分子质量的化合物作为氧化还原介体,漆酶能氧化非酚型木素结构(图2),最适合的介体是一些酚型化合物和杂环如卟啉类化合物,这些介体物质有的来自真菌次生代谢产物或木素降解产物,如紫丁香醛和来自P ycno porus cinnabarinus 的3 羟基邻氨基苯甲酸(3 hydroxyanthranilicacid,3 HAA);有的来自人工合成化合物,如AB TS[2,2 联氨 二(3 乙基 苯并噻唑 6 磺酸)]、HB T (1 羟基苯并三唑)、VI O (紫尿酸)、NHA(N 羟基 N 乙酰苯胺)等[4]。据报道,在氧气存在的条件下,漆酶能将介体转化成共介体,由于这种共介体尺寸较小,能够渗透进入纤维而与木素反应,脱木素机理基于自由基的形成[5 6]。目前,漆酶在制浆造纸工业的诸多方面得到了广泛的应用,如二次纤维回用、漂白、制浆、废水处理、纤维性能的改善,湿强剂及纤维板制造等,本文就这些方面的研究进展进行了综述。 1 漆酶在二次纤维回用中的应用 近年来,二次纤维在原料中所占的比例日益增加, 脱墨技术引起了越来越多的关注,酶法脱墨是一种经济有效的脱墨方法,可以减少化学脱墨带来的环境污染,而且酶处理可以改善浆料滤水性能和纸页强度,降 低漂白化学品用量。 图1 漆酶氧化酚型木素结构 图2 漆酶介体体系氧化非酚型木素结构 161 Vol 19,No.2,2004 Transactions of China Pulp and Paper 中 国 造 纸 学 报

漆酶对环境污染物降解的研究

《环境生物技术》论文 ——漆酶对污染物降解的研究 漆酶对环境污染物降解的研究 摘要：漆酶是一种含铜多酚氧化酶，该酶是一种氨基酸残基在500个左右的单体酶，一般都为酸性蛋白，漆酶的应用集中在以下几方面：生物漂白，环境治理，漆酶降解有害物质，工业废水处理；其他方面的应用；等等。本文进行了漆酶对废水降解的初步研究，并对染料废水的降解机理和部分影响因素进行了一定的分析探讨。 关键词：漆酶、应用、降解机理、影响因素。 漆酶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着许多相似之处。它最早是从日本漆树的汁液中发现的，后来也发现其存在于多种植物、昆虫和高等真菌中【1】。不同来源的漆酶具有不同的催化性质．即使是相同来源，比如同一白腐菌菌种，可分泌多种具有不同性质的漆酶组分，包括氧化能力，酶蛋白分子量，最适pH值、底物的专一性等等…，因此所起的作用是各不相同的。在漆酶降解木素方面已进行了较多较深入的研究，漆酶除了能氧化木质素以外，还被证明能催化多种底物，如酚类化合物及其衍生物、芳胺及其衍生物、羧酸及甾体激素等【2】。由于许多漆酶氧化的底物为环境污染物，因此利用白腐真菌产生的漆酶处理印染废水，降解染料化合物的研究在环境保护中具有十分重要的意义。应用漆酶来实现纸浆的生物漂白正是研究的一个热点【3】；另外，漆酶还具有降解氯化有机物去除环境中有毒污染物毒性的作用，本文就漆酶的这一性质做一介绍。

1 漆酶的催化机理 一般认为生物法降解主要有两种机理在起作用：吸附和降解，以降解为主。生物降解又分为两步：一是染料分子吸附到菌体上，部分透过细胞膜进入细胞体内；二是利用微生物产生的酶催化氧化还原染料分子，破坏不饱和共轭体系，达到去色的目的，中间产物进一步氧化还原分解并最终分解为C02和水或转化为所需的营养物质，组成新的原生质【4】。 根据对漆酶光谱学、动力学和晶体衍射的研究，漆酶催化底物的方式可能如下：底物结合于酶活性中心的I型铜原子位点，通过cys．His途径将其传递给三核位点，该位点进一步把电子传递给结合到活性中心的第二底物氧分子，使之还原为水。整个反应过程需要连续的单电子氧化作用来满足漆酶的充分还原，还原态的酶分子再通过四电子转移传递给分子氧，因此漆酶又被称为分子电池。在此过程中，氧还原很可能分两步进行，两个电子转移产生过氧化氢中间体，该中间体在另两单电子作用下被还原为水。 2 漆酶的主要用途 2. 1 环境治理 生物整治包括染料脱色、工业废水处理和土壤修复等领域。因漆酶对底物的专一性要求不高，含介体的酶催化系统能氧化大范围的化合物，所以在环境污染控制中有广泛的应用。由于合成染料广泛的用于印染工业，目前已超过10，000种。合成染料被人们设计成防水、抗光照、抗氧化的生物难降解化合物，以通常的活性污泥方法处理纺织废水很难达到预期目的，同时存在着花费高和污泥再处理的问题。而筛选的染料降解细菌，对降解的染料结构有高度的专一性，不适用于化学结构多样性的纺织废水处理【5】。 由于漆酶具有降解残余木素、氧化去除有毒氯酚化台物的作用．因此不少研究者尝试将漆酶用于处理含酚的工业废水。效果还是比较显著的。木材剥皮废水中含有有色的酚型化台物，使用漆酶处理该废水。通过催化氧化聚合反应，可去除90％以上的鞣酸类和其他酚型化台物，废水经硫酸铝絮凝后，色度下降82％；同样的混台废水经漆酶处理lh随后经硫酸铝絮凝，由色谱分析证实86％的氯代酚，99％的氯代愈疮木酚和80％的氯代香草醛，92％的氯代儿荣酚可被去除掉。漆酶还可以降低造纸厂漂白车间碱抽提段废水，漆酶经固定化后，可进一步提高漆酶处理废水脱色的有效性，每一单位酶活所降低的废水色度值．就白腐菌处理废水与漆酶处理废水的脱色效果比较而言，白腐菌处理3天可使废水脱色30％-50％，与漆酶处理几小时的脱色效果相近。但随着处理时间的延长，白腐菌总的废水脱色率达到70％一80％，比用漆酶处理的废水的脱色率高20％～30％，这可能是由于白腐菌处理时，分泌出的多种酶所起的协同作用。因此结合使用两种或多种酶可能提高处理废水的效果【6】。

群体感应

群体感应 1.群体感应概念 细菌分泌一种或者几种小分子量的化学信号分子促进细菌个体间相互交流，协调群体行为，该现象称为群体感应( quorum sensing ，QS)。 细菌利用信号分子感知周围环境中自身或其他细菌的细胞群体密度的变化，并且信号分子随着群体密度的增加而增加，当群体密度达到一定阈值时，信号分子将启动菌体中特定基因的表达，改变和协调细胞之间的行为，呈现某种生理特性，从而实现单个细菌无法完成的某些生理功能和调节机制。 20世纪70年代，QS系统首先是在海洋细菌费氏弧菌(Vibrio fiscberi)中发现的，V. fiscberi 可以与某些海生动物共生，宿主利用其发出的光捕获食物、躲避天敌以及寻觅配偶，而V.fiscberi也获得了一个营养丰富的生存环境。 对细菌的QS 研究始于20 世纪90 年代初. 从已有的研究成果看: 其一, 大部分细菌一般均有两套群体感应系统, 一套用于种内信息交流, 一套用于种间信息交流; 其二, QS 对细菌的许多生理功能都有调节作用, 如生物发光、毒素的产生、质粒的转移、根瘤菌的结瘤、抗生素的合成, 等等. 群体感应参与调控细菌的多种生活习性以及各种生理过程,如生物发光、质粒的接合转移、生物膜与孢子形成、细胞分化、运动性、胞外多糖形成等[ 1 , 3],尤其致病菌的毒力因子的诱导、细菌与真核生物的共生、抗生素与细菌素合成等与人类关系密切的细菌生理特性相关。因此, 细菌QS系统研究,深受医学、生物工程、农业和环境工程、食品科学等领域研究者广泛关注。当前, 对致病菌的QS系统及以其为靶点的新型疗法和抗菌药物研究、根瘤菌QS系统及其在根瘤菌与植物互作中的作用研究、植物病原菌QS系统及寻找生物技术防治细菌病害的新靶点研究较为深入 意义：一方面有助于人们了解单细胞微生物的信息交流与行为特性的关系，建立起化学信号物质和生理行为之间的联系；另一方面则可通过人为地干扰或促进微生物的群体感应系统从而调控其某种功能，以达成其在实际意义上的应用。 2.群体感应分类 2.1革兰氏阴性菌的群体感应系统

真菌漆酶的研究进展

真菌漆酶的研究进展 宋瑞（安徽大学生命科学学院合肥230039） 【摘要】漆酶是一种蓝色多铜氧化酶，和植物中的抗坏血酸氧化酶，哺乳动物的血浆铜蓝蛋白属同族，能够催化多种有机底物和无机底物的氧化[1,2]，同时伴随分子氧还原成水。漆酶广泛分布于真菌、高等植物、少量细菌和昆虫中，尤其在白腐真菌中普遍存在。漆酶特有的结构性质和作用机理使其具有巨大的应用价值。本文就真菌漆酶结构，功能的研究进展作一综述，并对其应用作简单介绍。 【关键词】真菌漆酶三维结构功能应用 1真菌漆酶结构特征 1.1 漆酶的组成 漆酶是一种糖蛋白，肽链一般约由500个氨基酸组成[3]，糖基含量差异较大，占整个分子质量的10%—80%[4]，据相关报道，漆酶的热稳定性可能与其糖基化有关。糖组成包括半乳糖、葡萄糖、甘露糖、岩藻糖、氨基己糖和阿拉伯糖等。Mayer[5]认为漆酶并不均一，它由多条5000~7000分子量的糖肽链基本结构单元组成。由于结构单元之间的缔合度不同，造成了各种漆酶分子量的不同。另外，分子中的糖基的差异，也会引起漆酶的分子量随来源不同会有很大的差异，从59—390ku不等。真菌漆酶约含19种氨基酸，绝大部分为单体酶，但也有例外，如双孢蘑菇和长绒毛栓菌漆酶由两个亚基组成[6]，而柄孢壳漆酶I由四个亚基组成。漆酶种类繁多，不同种类的真菌产生的漆酶种类不同，即使同一种真菌在不同环境下也产生不同种漆酶。

1.2漆酶的晶体结构 由于漆酶是含糖蛋白质，且糖质量分数较高，一直以来很难获得X-衍射分析所用的单晶体，因此阻碍了关于漆酶结构的研究进展。1998年第一个漆酶晶体是Ducros V[7]制备的来自灰盖鬼伞(Coprinus cinereusv)T1Cu缺失型漆酶晶体，并分析了其结构。至今为止，Bacillus subtilis(CoA)[8]；Melanocarpus albomyces(MaL)[9]；Rigidoporus lignosus(RiL)[10]；Pycnoporus cinnabaricus(PcL)[11]；Coprinus cinereus(CcL)[12]和Trametes versicolor(TvL)[13]漆酶的三维结构已相继被报道。 漆酶分子整体由3个杯状结构域所组成，分别称作结构域A、B、C，每个结构域主要由β-折叠桶，α-螺旋，loop结构所组成。三者紧密结合形成球状结构。这是铜蓝蛋白家族所共有的结构形式[7,9]。分子当中含有二硫键，漆酶种类不同，二硫键数目也不一样，MaL 漆酶分子由3个二硫键，分别是位于结构域A Cys4～Cys12、结构域A和C界面上Cys114～Cys540、结构域C Cys298～Cys332，而CcL，RiL漆酶中则含有两个二硫键。在CcL漆酶分子中，由结构域A的Cys85和结构域B的Cys487形成一个二硫键，另一个二硫键存在于结构域A和结构域B(Cys117—Cys204)之间。一个伸展的loop(氨基酸284—327)连接结构域B和结构域C。Asn343上有N连接的N—乙酰葡萄胺。 1.3 漆酶的催化中心 真菌漆酶分子中一般都含有4个Cu原子，根据磁学和光谱学性

群体感应系统在乳酸菌产细菌素中的作用

群体感应系统在乳酸菌产细菌素中的作用 满丽莉1,2，孟祥晨1,*，王 辉1，赵日红1 (1.东北农业大学 乳品科学教育部重点实验室，黑龙江 哈尔滨 150030； 2.黑龙江农业经济职业学院，黑龙江 牡丹江 157041) 摘 要：许多乳酸菌能够产生抗菌活性肽——细菌素，细菌素具有不同的结构、作用方式、抑菌谱和效价，通常认为乳酸菌和其所产的细菌素都是安全的，乳酸菌所产细菌素作为天然食品防腐剂已显示了巨大的潜能。基于群体感应的细胞间交流已成为细菌素合成的关键调控机制，群体感应作为细胞密度函数，可使细菌素产生保持同步性。群体感应需通过信号分子介导感知菌体密度，信号分子随着菌体密度增加而增加，并激活信号转导级联使菌体产生细菌素。本文通过对乳酸菌群体感应信号分子种类、信号转导机制及群体感应系统对两类细菌素合成的调控进行综述，以初步了解群体感应系统在乳酸菌产细菌素过程中的作用机制。关键词：群体感应；细菌素；信号分子；乳酸菌 Regulation of Bacteriocin Synthesis by Quorum Sensing in Lactic Acid Bacteria: A Review MAN Li-li 1,2，MENG Xiang-chen 1,*，WANG Hui 1，ZHAO Ri-hong 1 (1. Key Laboratory of Dairy Science, Ministry of Education, Northeast Agricultural University, Harbin 150030, China ； 2. Heilongjiang Agricultural Economy Vocational College, Mudanjiang 157041, China)Abstract ：Several lactic acid bacteria (LAB) produce peptides with antimicrobial activity usually referred to as bacteriocins.Bacteriocins are diverse in terms of structure, mode of action, antimicrobial spectrum, and potency. Both LAB and their bacteriocins are generally regarded as safe. Bacteriocins produced by LABs have demonstrated great potential as natural preservatives Intercellular communication has emerged as the key regulatory mechanism that controls the synthesis of bacteriocins via a regulatory strategy denominated quorum sensing, which allows population-wide synchronised produc-tion of antimicrobial peptides as a function of cell density. The intercellular communication phenomenon required for sensing of the cell density is mediated by secreted signaling molecules that accumulate in the environment as the cell density increase and activate signal transduction cascades, resulting in the production of bacteriocins. This review aims at describing the types of signal molecules, signal transduction mechanism and the regulation of quorum sensing in bacterio-cins synthesis of LAB and understanding the regulation mechanism of quorum sensing involved in the production of two classes of bacteriocin in LAB. Key words ：quorum sensing ；bacteriocin ；signal molecules ；lactic acid bacteria 中图分类号：TS252.1 文献标识码：A 文章编号：1002-6630(2011)13-0360-05 收稿日期：2010-09-23 基金项目：教育部“创新团队发展计划”项目(IRT0959)；哈尔滨市科技创新人才专项资金资助项目(2011RFLXN017)作者简介：满丽莉(1981—)，女，博士研究生，研究方向为乳品科学与工程。E-mail ：manlili6@https://www.sodocs.net/doc/f14797677.html, *通信作者：孟祥晨(1970—)，女，教授，博士，研究方向为食品微生物与生物技术。E-mail ：xchmeng@https://www.sodocs.net/doc/f14797677.html, 群体感应(quorum sensing ，QS)现象[1]首先是在一种海洋发光细菌Vibrio fischeri 中被发现并描述。群体感应又称为“自动诱导”或“细胞与细胞的交流”。细菌在繁殖过程中向周围环境分泌特定的信号分子，这种信号分子被称为自诱导物(autoinducer ，AI)。群体感应是细菌监控自身群体密度的环境信号感受系统，细菌在繁殖过程中分泌一些特定的信号分子，信号分子从胞内 扩散到胞外，当这种信号分子达到一定的阈值时，细菌感受到自身的细胞密度，启动某些基因的表达，这一过程称为群体感应。感应现象也被称为细胞密度依赖的基因表达[2]，即细菌通过检测胞外信号分子的浓度来“数”种内、种间其他细菌的数量，从而改变特定基因的表达[3]。 乳酸菌是一种广泛应用于食品工业的革兰氏阳性细

真菌漆酶的研究进展及其应用前景_周雪婷

真菌漆酶的研究进展及其应用前景 周雪婷,张跃华＊ ,罗志文,潘亭如,缪天琳 (佳木斯大学,黑龙江佳木斯154007) 摘　要:漆酶生产菌株多为白腐真菌,常用的漆酶活性测定方法有分光光度法、ABTS 法、微量热法等,其降解工业“三废”中的有毒有害物质被认为是一种效率较高,成本较低的且最有前途的方法,其对环境保护的研究以逐渐成为国内外研究的热点,本文阐述漆酶的性质、活性中心、结构特点以及其在环境治理方面的应用。关键词:漆酶;结构;活性中心;环境修复 中图分类号:X592 文献标识码:A 基金项目:黑龙江省教育厅科学技术研究项目资助(项目编号:12521573) ＊为本文通讯作者 漆酶最早由Yoshi 从日本紫胶漆树(Rhus vernicifera )漆液 中发现。19世纪末,G .Betranel 首次将能够使生漆固化的活性物质进行分离,命名为“Laccuse ”,即漆酶。漆酶属蓝色多铜氧化酶家族[1,2],与抗坏血酸氧化酶和哺乳动物血浆中铜蛋白同源。人们将自然界中得到的漆酶分为漆树漆酶和真菌漆酶,其中真菌漆酶极具研究价值。漆酶在生物制浆、污水处理、防腐剂、杀虫剂等化工产品的降解效果显著,用于环境保护、环境监测等领域,在食品工业等方面也有应用[3],已逐渐成为自然科学的研究热点之一。漆酶催化氧化不同种类型的底物已达200余种,广泛用于食品、废水处理、造纸等领域。 国内外真菌漆酶研究主要是以担子菌、子囊菌、脉孢霉、柄孢壳菌和曲霉等真菌来研究漆酶的生物学活性,细菌和放线菌的研究较少,现已在细菌生脂固氮螺菌(Azospirillum lipofer -um )中发现了漆酶的存在。而高等担子菌中的研究对象包括白腐真菌、杂色云芝、平菇、变色栓菌,其中白腐真菌所产的漆酶为胞外酶,可作为主要的产酶者和研究对象。1　漆酶的性质1.1　理化性质 漆酶是一种含铜的多酚氧化酶,不同来源的漆酶铜含量也有所不同,多含有4个铜原子[4]。漆酶多为1条多肽链组成的单聚体,由500～550个氨基酸分子所组成,相对分子质量主要集中在50～80kD ,其碳水化合物约占15%～20%,等电点pI 为3～6,反应温度为30～60℃,pH 低的环境,漆酶的生物活性较高[5-7]。1.2　活性中心 漆酶催化中心根据其光谱性质,存在3种不同的功能:1.2.1　Ⅰ型铜 含铜的蓝色蛋白质,Ⅰ型铜与2个组氨酸和1个半胱氨酸配位,紫外可见光谱λ=600nm 时出现峰值,在EPR (电子顺磁共振)谱上有1个平行超精细耦合结构,Ⅰ型铜参与分子内的电子传递,将电子从底物传递到其它铜原子上。1.2.2　Ⅱ型铜 II 型铜与2个组氨酸和1个水分子配位,形成T 型几何结构,没有明显的可见吸收光谱,但有EPR (电子顺磁共振)信号。1.2.3　Ⅲ型铜 与漆酶的催化作用密切相关,经实验研究其为活性中心, 由2个铜原子通过1个-OH 桥配位连接起来组成四面扭曲的四方立体双核铜区结构,铜原子之间具有抗磁性,其距离是0.38n m 。在紫外可见光谱λ=330nm 处有最大吸收峰,在EPR 上无谱带[8～14];为了测定漆酶活性中心,将其经过抑制剂处理后,Ⅲ型铜在EPR 上出现有裂分峰,表明外源性配体与Ⅲ型铜发生了配位,1个Ⅱ型铜和2个Ⅲ型铜形成三核铜簇,双氧还原的反应位置在三核铜簇,此时Ⅲ型铜已结合5个配体,使其氧化性降低,限制了还原,同时也抑制O 进入三核中心区。 另有实验表明,将漆酶晶型结构被完全还原,Ⅰ和Ⅱ型铜的配位环境不变,Ⅲ型铜的-OH 桥配体则在反应中消耗,2个Ⅲ型铜之间距离亦增加[15]。1.3　检测方法 检测漆酶活性方法有分光光度法[16]、ABTS 法、微量热法、测O 2法、高效液相色谱法[17]、极谱法[18]等。AB TS 法测定漆酶,常用醋酸钠溶液作为缓冲溶液,反应体系内ABTS 的浓度为0.5mmol /L 。漆酶对不同种底物的亲和力也有显著地差异,但其对ABTS 的亲和力和催化能力普遍很高,测得的酶活性值也高,此方法反应条件不高,使用安全,常温下性质稳定,测定的OD 值相对稳定而准确[19]。微量热法测定漆酶的活性,利用LKB -2107Batch 型微量热系统,将其温度调至298K ,pH 调至7.4,此方法漆酶的提取物样品用量较少,可直接对酶的悬浮液进行测定,其对反应体系没有任何限制或干扰,适合研究酶促反应中的酶活。分光光度法测定漆酶酶活的基本原理是选定某种漆酶作用的底物,底物在漆酶催化作用下首先形成底物自由基,底物自由基浓度与吸光值成正相关,其在一定的光波波长下存在吸光系数的最大值,依据吸光值随时间变化的关系计算出酶活。分光光度法因其操作简单、快速、较准确、无需配备昂贵仪器设备等特点,得以在漆酶测定实验中广泛应用[20]。 2　漆酶的应用2.1　工业污水治理 真菌降解木质素目前主要集中于生物制浆方面。传统的氯法漂白,在去除纤维原料中木质素的过程中,仍有3%～12%的残留。在漂白废水中会产生大量有毒、有害物质,严重污染 农业与技术　第32卷　第9期　2012年9月 2　AG RIC ULTURE AND LTECHNOLOG Y

漆酶结构与催化机理

漆酶结构与催化机理 万云洋杜予民# （中国石油大学（北京）资源与信息学院北京 102249 #武汉大学资源与环境科学学院武汉 430079） 摘要本文阐述了漆酶的研究进展，对漆酶研究中的铜离子活性中心、三维结构和催化机理研究作重点阐述。 关键词漆酶金属酶三维结构三核中心催化机理 Structure and Catalytic Mechanism of Laccases Wan Yunyang, Du Yumin# (Faculty of Natural Resources and Information Technology, China University of Petroleum, Beijing, 102249; # College of Resource and Environmental Sciences, Wuhan University, Wuhan 430079) Abstract The progress on the research of laccases is reviewed the active centre of copper ions, the three-dimensional structure of protein, and catalytic mechanism are emphasized in this paper. Key words Rhus laccase, Metal enzyme, Three dimensional structure, Trinuclear centre, Catalytic mechanism 漆酶(EC1.10.3.2)，(对)-二酚：双氧氧化还原酶，是多铜氧化酶中的一种含铜的糖蛋白氧化酶(表1)，按照来源大致可以分为植物漆酶、微生物(包括真菌和细菌)漆酶和动物漆酶[1]。从首次在生漆液成份中发现这种酶成份(1883年)、漆酶(laccase)概念的提出(1898年)与沿用、真菌漆酶的发现、含铜蛋白质和铜活性中心地位的确立，到第一种工业微生物漆酶制剂的应用(1997年)[2]，及对漆酶分离纯化[3,4]、晶体结构[5,6]等的研究，已有一百多年的历史，并一直经久不衰，几乎涉及到化学、分析、食品、医疗、生物和环保等各个领域，同时预计它在新兴的蛋白质组学对糖蛋白的研究中也会有一席之地。本文结合自身工作实践，对漆酶研究中的难点热点之一的铜离子中心和高级结构以及其多样化的应用研究作一综述，以期推动漆酶(尤其是植物漆酶)研究的深入发展。 表1 几种益多铜酶 Table 1. Several kinds of blue multicopper enzymes 铜酶作用原子数分子量主要来源 tyrosinase 底物氧化 4 116,000~128,000 植物真菌细菌 Laccase 底物氧化 4 101,000~140,000 50,000～90,000 植物 真菌 Ascorbate oxidase 底物氧化 8 ~140,000 植物 ceruloplasmin Fe2+氧化 8 ~151,000 动物 1漆酶的结构与功能 植物漆酶与其他来源的漆酶有共性也有区别(表1、表2)，特别由于真菌漆酶研究的飞速发展，比较借鉴它们的相互特性，对植物漆酶、尤其是漆树漆酶的研究无疑是有益的。从目前的发展来看，由于漆树漆酶本身存在的一些问题，目前尚难以解决，所以漆树漆酶还须同真菌漆酶结合起来研究。比如从表2可见，在底物专一性、pH、p I和分子量上两者都有差异，但一些抑制剂对它们的作用却类似。从目前的研究来看，它们最大的共性可能是具有4个铜离子(但不是绝对)的活性中心相对保守的结构组成。而在氨基酸和糖成分组成上存在着较大的区别。这在下面的论述中也有提及，包括氨基酸，糖链及其组成和空 2006-09-27收稿，2007-04-09接受

漆酶来源与应用

漆酶来源与应用 万云洋1,2，杜予民2 1.中国石油大学（北京）资源与信息学院，北京（102249） 2.武汉大学资源与环境科学学院，武汉（430079） E-mail ：yunyangwan@https://www.sodocs.net/doc/f14797677.html, 摘 要：本文对漆酶来源，包括动物、微生物和植物，尤其是我国的特产资源漆树及其他植 物漆酶，酶的稳定化及固定化，生物整治、对木质素的作用以及其各方面的应用作一综述。 关键词：漆酶，漆树，生物整治，木质素，固定化 漆酶(EC1.10.3.2)，对－二酚:(双)氧氧化还原酶，又名酚酶，多酚氧化酶，漆酚氧化酶 和等，是一种含铜的糖蛋白氧化酶，是多铜氧化酶的一种[1]。对漆酶的研究已有一百多年的 历史，是有记载以来开发最早的酶之一：1883年，日本人吉田在研究生漆液成份时发现这 种酶成份，但当时他误为淀粉酶物质(diastatic matter)，1898年，法国人Bertrand 在研究越南 产漆液的时候，首次提出了漆酶(laccase)的概念并沿用至今[2-5]；Reinhammar 等[6;7]、杜予民 等[8-12]对漆酶及漆树液全成份的分离纯化作了很好的工作；另外，熊野等[13;14]对漆酶反应机 理，黄葆同、甘景镐[15]等对中国漆酶化学的发展，Morpurgo(意大利)[16;17]，Solomon(美国) 等[18-24]对漆酶铜原子中心的研究作出了各自的贡献。 漆酶虽然是研究史中的老酶，但其各种新功能也正在被发现和挖掘。本文结合自身工作实践，专门就漆酶来源、特别是植物漆酶来 源和其各方面的应用研究作一综述，进一步推动漆酶(尤其是植物漆酶)研究的发展。 Figure 1. Dominating distribution of lacquer trees in the world. 1. 漆酶的来源 1.1植物漆酶 由上述可知，对漆酶的研究首先就是从漆树来源开始的。漆树(Rhus vernicifera ) 种属于 75 90 105120135 15015 30 45

细菌群体感应调节系统

细菌的群体感应调节系统Quorum sensing 苏晓娜 （10动物丁颖班201030710318） 摘要：传统观念认为细菌是一种个体的、非社会性的生物体。近来的研究表明细菌可以产生化学信号并通过它们实现细菌间信息传递。细菌的群体感应调节系统(Quorum sensing, QS)调节着个体细胞之间的相互合作,使其表现出类似多细胞的群体行为。本综述参考了近几年的文献报道，对QS的发现、分类、特点、功能、应用及前景等作简要介绍。 关键词：细菌群体感应调节系统信号传递进化应用合作 细菌分泌一种或者几种小分子量的化学信号分子促进细菌个体间相互交流,协调群体行为,该现象称为群体感应(quorum sensing ,QS)。[1]传统观念认为细菌是一种个体的、非社会性的生活方式。而实际上, 细菌往往生活在一个相互作用的群体(Population)中, 通过各种各样分泌到细胞外的化合物行使着不同类型的相互作用。[2]。QS现象是于1977年在一种海洋发光细菌Vibrio fischeri中首次发现的，是细菌通过分泌可溶性信号分子来监测群体密度并协调细菌生物功能的信息交流机制。[3]本文介绍细菌群体感应调节系统的发现及研究的过程，并从中探讨研究细菌群体感应调节系统的意义。 1细菌群体感应调节系统的概念 细菌根据特定信号分子的浓度可以监测周围环境中自身或其它细菌的数量变化,当信号达到一定的浓度阈值时,能启动菌体中相关基因的表达来适应环境中的变化,这一调控系统被称为细菌的群体感应调节系统。[4]很多细菌会低水平地合成并分泌被称为自诱导物 ( autoinducer) 的小分子信号分子, 细菌通过这些信号分子进行信息的交流。当信号分子浓度较低时, 它不足以诱导目的基因的表达。但是信号分子的浓度会随着细菌浓度的增大而增大, 当其浓度达到阈值时, 就会诱导一些结构基因表达, 同时也诱导其自身合成基因的表达, 产生更多的信号分子来诱导结构基因和自身基因大量表达, 如此形成一种正反馈机制。[5]。例如根癌农杆(Agrobacteriumtumefaciens) 、胡萝卜软腐欧文氏菌( Erwinia carotovora) 等植物病原菌,至少要在营养缺乏的土壤和防御严密营养丰富的寄主两种复杂生境中交替生活。当病原菌侵染寄主时,必需达到一定的基数才能侵染成功,因为此时的信号分子浓度才能启动侵染寄主起关键作用基因的表达,否则其侵染不能成功;另外枯草芽胞杆菌( Bacillussubtilis) 也利用QS 系统对自身发育进行调控,当菌体密度高时,信号分子浓度相应增高启动了芽胞形成基因的表达。[4]