漆酶

漆酶
        漆酶是一种含铜蛋白氧化酶或称含铜糖蛋白,可溶于水呈蓝色溶液而不溶于有机溶剂。漆酶在生物体内具有重要的生理功能,它参与生物降解过程或氧化聚合作用过程,进行植物创伤的自我保护等。漆酶及含氮物一般在生漆中的含量为1.5%-5%,在生漆中漆酶与树胶质和漆酚单体或多聚体结合形成乳浊液,结构很复杂。漆酶能促进漆酚的氧化聚合偶合形成高分子聚合物的反应,是牛漆及其精制晶在常温下自然干燥固化成膜过程中不可缺少的天然生物催干剂。它有一个令人惊叹的技能,就是能通过传递4个电子直接将氧还原咸水,能耗。
        从漆液内分离提取漆酶后经过纯化,可再以凝胶电泳试验进行检验。漆酶含有18种氨基酸,在漆酶蛋白分子结构的表面结合有约占45%的寡聚糖类物质以共价键联接。含铜仅为0.24%以下。分子量为1.1×lO度~1.41×l0的5次方。
        每分子漆酶含有4个铜原子,以三种不同类型的配位存在,即形成为3种不同的活性位点。在漆酶催化氧化反应时·通过这3个位点间的协同作用,经过键合铜原子的价态变化来传递电子,从而完成整个催化过程,漳酶在完全还原以前能接受4个屯子,除两个各接受一个电子的I型和Ⅱ型铜外,还存在有联合的两电子接受体即Ⅲ型铜。Ⅲ型铜为两个铜原子彼此紧密地联合,而且呈现着强的抗铁磁性偶合。
        在漆酶的高分子蛋白质结构中,氨基酸的侧链都是定向排列的。其非极性基朝向“油相”漆酚,极性基朝向水相,构成同一分子内的疏水区与亲水区。I型Cu二次方存在于疏水区和漆酚紧密结合而发生催化作用。Ⅱ型、Ⅲ型CU二次方存在于亲水区,其中Ⅲ型Cu二次方和空气接触对氧发生催化作用。I型和Ⅱ型Cu”的距离较近。因此,漆酶对漆酚的氧化作用首先在疏水区由I型Cu‘激发;而对空气中氧的还原作用则首先在亲水区由Ⅲ型Cu2二次方激发。这个氧化一还原反应是通过这三个活性位点的相互协同作用而完戚的,活性位点的不完整或者破抑制将造成漆酶活性的减弱甚至失效。
        漆酶内的18种氨基酸组成的蛋白体三维形态和形成的三个完整的独特型活性位点,这种特殊结构决定了漆酶的特殊性能,即使它具有突出的催化活性,表现在它对底物的高强度作用的专~性,并需要在一个温和的、最适宜的条件下。这些活性是一般催化剂所无可比拟的。
        在地坪漆中漆酶对底物漆酚的催化作用,对反应条件(温度、相对湿度、pH值等)的要求是非常严格的。也就是说环境条件对生漆的自然干燥是非常重要的,如果条件不能满足就将造成漆酶活性的减弱或者消失。
        测试湖北建始漆的漆酶,可得知漆酶的特性。取对苯二酚为底物(被酶作用物)以磷酸盐溶液为缓冲液,于25'C用瓦氏测压法确定其Qu二次方=8000,最适应的pH值为6-7—7.4,当pH值在4--8以外时,漆酶活性一般消失。温度约40℃时活性,温度达50'c时活性大幅度减弱,超过60度时蓝色不可逆消失,当温度高于70C时,漆酶活性则完全消失。它的吸收光谱是在614nm和280有吸收峰值,330和800处有肩峰,其对应摩尔吸收系数e值为5700. 93500. 4500、110.铜含量为o.22%,氮的含量约9-o%.硫含量为0.56%。且漆酶中铜含量可定量地正比于614吸收带的吸收度值。漆酶活性大小也与所含铜量有关且成正比关系,活性的漆酶含铜约0.24%,且成深蓝色。同时硫化钠、重氮化钠、氢化钾、硫化氢、过氧化氢、氧氰酸等物质或用紫外线照射对漆酶活性具有阻碍或破坏作用。用分光光度法在亚铁氰化物一  铁氰化物体系存在下测定漆酶的氧化还原电位值为415。
        从新鲜生漆中分离出来的漆酶呈蓝色,活性大,而从陈年漆或部分氧化了的生漆中分离出来的漆酶是白颜色,活性低。
        漆酶是一种多元酚氧化酶,它能够促进邻位和对位二元酚及多酚类、胺类化合物的氧化反应,对于一元酚不起作用。最适底物为氢醌和邻苯二胺。漆酶也能催化氧化维生素C、巯基丙胺酸、联苯胺、丁香酸、甾体激素及儿茶酸等物质。
        漆酶不光存在于生漆中,也存在于许多植物和变色多孔菌中,如紫花苜蓿、马铃薯、蘑菇、毒莴苣、苹果、香蕉、甜菜及木材腐败真菌等。
        目前人们对漆酶研究的兴趣,除了对其奇特的催化方式、分子结构及其与功能的相互关系的研究外,主要还在于应用方面。        为了获取大量的漆酶,可以从培养物中通过发酵、培养的方法进行人工制备。尤其是通过微生物变色多孔菌类的担子菌培养成漆酶。如担子菌网伞菌目侧科侧耳属的紫孢侧耳菌种在培养基中,可培制出性能近似天然生漆漆酶的微生物酶制剂,可用于生漆促干制备快干精制漆。也可作它用。