漆酶（含四个铜离子的多酚氧化酶）
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更新时间：2023-05-23
漆酶
含四个铜离子的多酚氧化酶
基本信息
| 外文名 | Laccase |
| 存在形式 | 单体糖蛋白 |
| 类别 | 铜蓝氧化酶 |
正文
1. 漆酶的基本特性
1.1.漆酶的一般性质
漆酶是一种含铜的演化还原酶，酶的命名和分类号为EC 1.10.3.2，学名应为对二酚∶二氧氧化还原酶，属于氧化酶的蓝铜家族。它们广泛地存在于自然界中，植物中有，更是在几乎所有的真菌中都有。这一类酶最初发现于漆树的树脂中，也因此得名。迄今，在昆虫和原核生物中，都已经鉴定到这一类型的酶。它们可以是分泌的酶，也可以定位在细胞内，因物种而异。
漆酶在不同的物种发挥不同的功能：在昆虫中，它们参与甲壳的硬化；在植物中，参与细胞壁形成，还与木质素化和去木质素有关；在芽孢杆菌中，则是和抗紫外线的孢子组装有关；在一些植物致病性真菌利用这类酶免除植物抗毒素和鞣酸的作用，因此，漆酶也可看成是许多真菌疾病的毒力因子。
1.2.漆酶的催化机制
2. 漆酶的应用
目前漆酶的应用大致分为2个方面：工业和化学反应。
2.1.漆酶的工业应用
根据漆酶的作用模式，漆酶的应用也可相应地分为几种不同的类型。
漆酶的工业应用中的一个重要方面是酚类的除去。这是图2中的直接作用模式。例如污水处理中，漆酶可以是酚类氧化成为多聚的多酚衍生物，因为后者是沉淀，因此，很容易去除。在饮料业中，为了使果汁、红酒和啤酒能稳定地存放，也需要去除酚类，因为漆酶不可能作为食品添加剂，因此，只能使用固定化的漆酶。甚至为了使红酒能长期保存，酒瓶的软木塞也经漆酶处理。
更多地是使用中介分子的第二种模式。在纸浆和造纸工业中，木质纤维中的木质素需要除去。在木质纤维中，木质素是纤维素和半纤维素之间的连接者，它们之间存在着牢固的共价键。因此，传统的去木质素方法是用氯和氧化氯（Cl2O）。现今氯是禁止使用的，氧化氯的使用也受到限制。为此，在新的探索中使用漆酶，由于木质素是复杂的体系，是水不溶的，不能为漆酶接近，必需只用中介分子。在去木质素中，最早使用的中介分子是图3中的b分子。图3中所列的其他分子也得到使用，其中带有N-OH的氮杂环是较有效的。在纺织工业中，也引进了漆酶处理，将靛蓝氧化为靛红（见图4a）。
2.2.漆酶在化学反应中的应用
除了漆酶在工业中巨大的应用前景外，目前也被用有机合成中。其中一个很重要的方面是阐明漆酶的作用机制和开发新的中介分子。
因为漆酶已超过地应用木质素的去除，漆酶的应用从原先是针对酚类拓展到其它的非酚类的取代基，例如图4b中羟基变为酮基。漆酶和可以将寡糖中的糖基C6的羟基氧化为羧基，如图4d。在这些有机合成中，漆酶的催化机制可分为3种类型：一是由图3b化合物催化的电子转移；二是由图3d类化合物催化的自由基转移反应；三是图3h化合物催化的离子氧化反应。一般在水中的Cu+2/Cu+的离子氧化还原电位仅0.15 V，而漆酶催化的离子氧化反应，相应的电位增大为0.6~0.8 V。
图5中例举了另一些漆酶催化的聚合和交联反应。图5a是一个底物（雌二醇）氧化后可得到不同的二聚体产物，但是这些产物可以彼此分离。而图5c则是两个不同的分子可以被氧化交联。其中一些反应的转化率可达到30%~40%。
2.3.漆酶催化的最佳反应条件
在催化雌二醇氧化反应中，选用的两相的体系，水-乙酸乙酯。就这样的体系而言，优点是酶在水中比较稳定不易失活，缺点是两相反应，需经过底物的分配，速度慢。如果选用和水能混合的有机溶剂，成为均相反应，最大的问题是酶的稳定性差，酶活性降低。利用去垢剂构出的反相微团，可能维持酶的活性。
总之，为了在化学工业和相关研究中能达到保护环境的绿色化目的时，可以使用蓝色的漆酶。
