降解木質(zhì)素及多環(huán)芳烴的微生物

  木質(zhì)素是地球上僅次于纖維素的第二大可再生的有機物質(zhì)，主要存在于高等植物中。在植物體內(nèi)，它與纖維素緊密結(jié)合在一起構(gòu)成植物的細胞壁。木質(zhì)素是主要由芥子醇、松柏醇和香豆酮三種基本結(jié)構(gòu)單元構(gòu)成的、具有三維結(jié)構(gòu)的芳香族高聚物，由各種C-C鍵和苯氧基鍵連接在一起。由于木質(zhì)素的這種特殊結(jié)構(gòu)，微生物幾乎不能通過水解方式進行分解。

  木質(zhì)素是造紙工業(yè)廢水的主要成分，是我國重要污染源之一。多環(huán)芳烴的結(jié)構(gòu)與木質(zhì)素有一定的類似性，它們是印染工業(yè)、煤焦油加工工業(yè)、制藥和農(nóng)藥等工業(yè)廢水的主要成分，也是我國的主要污染源。多環(huán)芳烴一般都有毒，有些還會致癌，它們會抑制大多數(shù)微生物的生長，因此很難被生物降解。

  自20世紀70年代以來，篩選降解木質(zhì)素微生物的工作取得了長足的進展，人們從腐爛的木材中分離得到了能降解木質(zhì)素的微生物，主要是那些稱為白腐菌（White-rot fungi）的真菌，它們因為能夠引起木材的白色腐爛而得名。同時也從它們的培養(yǎng)液中分離鑒別出了對木質(zhì)素降解真正起作用的酶，包括：木素過氧化物酶（Ligninperoxidase，Lip）、錳過氧化物酶（Manganese peroxidase,Mnp）、漆酶（Laccase，La）、苯酚氧化酶（Phenol oxidase, Pho）及芳香醇氧化酶（Aryl alcohol oxidase，Aao）等。一些典型的白腐菌、它們來源及所產(chǎn)的酶其中研究得最多、也是最重要的是黃孢原毛平革菌（Pharerochacte chrysosporium）及其所產(chǎn)生的木素過氧化物酶和錳過氧化物酶。近年來隨著生物制漿和紙漿生物漂白的需要，對漆酶及其生產(chǎn)菌的研究也在顯著增加，如對采絨革蓋菌（Coliolus versicolor）生產(chǎn)漆酶的研究受到了廣泛的重視。