全 文 ：·综述与专论· 2016, 32(4):24-33
生物技术通报
BIOTECHNOLOGY BULLETIN
漆酶（EC 1.10.3.2）是一种含铜的多酚氧化酶，
以分子氧作为最终电子受体，能催化一大类酚类及
芳胺类物质的聚合、降解及转化。由于具有广泛的
底物作用性，漆酶作为一种绿色生物催化剂在工业、
农业、食品、环保和医药等领域均有巨大的应用潜
力，具有广阔的市场前景［1］。漆酶的研究可以追溯
到 1883 年，日本学者吉田发现了漆树汁液中的一种
蛋白可以使汁液氧化变硬。现在研究表明，漆酶在
自然界中广泛存在，在植物、动物、细菌和真菌中
等都发现了漆酶或漆酶的类似物，但其主要生产者
还是真菌，尤其是白腐真菌。漆酶在不同来源的生
物中起着不同的生理作用。漆酶活性中心含有 4 个
铜原子，在底物的催化过程中起着电子转移的作用。
由于具有广泛的底物作用性，漆酶已经在很多领域
得到应用。本文就近年来真菌漆酶的性质、生产及
应用研究作一综述，供研究者参考。
收稿日期 ：2015-06-14
基金项目 ：黄淮学院引进人才科研项目（1000.12.10.1342）
作者简介 ：刘家扬，男，博士，副教授，研究方向 ：酶的生产及应用 ；Email ：liujiayang5@sohu.com
真菌漆酶的性质、生产及应用研究进展
刘家扬1，2  焦国宝2  有小娟1  廖祥儒3  孙利鹏2
（1. 黄淮学院生物工程系，驻马店 463000 ；2. 河南仰韶生化工程有限公司，三门峡 472400 ；3. 江南大学生物工程学院，无锡 214122）
摘 要 ： 作为一种含铜的多酚氧化酶，真菌漆酶比细菌漆酶、植物漆酶等具有更好的热稳定性、金属离子耐受性及更高的
底物催化氧化性，在工农业及环境领域的应用中得到了较高的关注。目前普遍认为，限制漆酶广泛应用的因素在于漆酶的生产规
模、成本与性质。真菌漆酶的生产模式包括固态发酵和液体发酵，工业生产基本以液体发酵为主。除了在染料脱色、染织废水处理、
纸浆漂白等过程中的应用，最新的研究不断拓展了漆酶新的用途，对近年来真菌漆酶的发酵生产、酶学性质及应用研究中的最新
结果进行了概述。
关键词 ： 白腐真菌 ；漆酶 ；发酵 ；酶学性质 ；应用
DOI ：10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2016.04.003
A Review on Properties，Production，and Application of Fungal
Laccases
LIU Jia-yang1，2 JIAO Guo-bao2 YOU Xiao-juan1 LIAO Xiang-ru3 SUN Li-peng2
（1. Department of Bioengineering，Huanghuai University，Zhumadian 463000 ；2. Henan Yangshao Biochemical Engineering Co. Ltd.，
Sanmenxia 472400 ；3. School of Biotechnology，Jiangnan University，Wuxi 214122）
Abstract: As one of copper-containing oxidoreductases，fungal laccase shows better thermal stability，higher metal tolerance and
catalytic oxidative to substrates than bacterial or plant ones，and thereby draws great attentions on applications in industry，agriculture and
environmental protection. It is widely considered that the factors limiting the extensive application of laccase are production scale，process cost
as well as its properties. Laccase can be produced via solid or liquid state fermentation，and the latter is usually adopted for industrial purposes.
Recent progress has expanded the novel applications of laccase in addition to its conventional uses such as dye decolorization，treating
wastewater of dyeing and paper pulp bleaching. This paper reviews the published literatures in recent years while focusing on the production，
properties，and application of fungal laccase.
Key words: white-rot fungi ；laccase ；fermentation ；enzymatic properties ；application
2016,32(4) 25刘家扬等：真菌漆酶的性质、生产及应用研究进展
1 白腐真菌及胞外木质素降解酶系
1.1 白腐真菌
真菌界是生物圈中一个重要的分支，在自然界
生物进化及物质的循环中有着不可或缺的地位。木
腐菌因能生长在木质材料上引起腐烂或腐朽而得名，
英 文 名 为 wood-rotting fungi、wood-destroying fungi、
wood-decay fungi 等［2，3］。根据引起木材腐变类型的
不同，可以将木腐菌分为白腐菌（white-rot fungi）、
褐腐菌（brown-rot fungi）和软腐菌（soft-rot fungi）3
类［4］。白腐菌能选择性地降解木材中的木质素或同
时降解木质素及纤维素，使白色的纤维素暴露出来
呈纤维状连接，因此木质腐变成白色［5］。常见的白
腐真菌有栓菌属（Trametes）、侧耳属（Pleurotus）、
木 耳 属（Auricularia）、 密 孔 菌 属（Pycnoporus） 和
伞菌属（Agaricus）等［6］。在白腐真菌的研究历史
中 较 为 经 典 的 是 黄 孢 原 毛 平 革 菌（Phanerochaete
chrysosporium）［7］。
白腐真菌在自然界生态系统的碳循环中起着非
常重要的作用。木质纤维类生物质是自然界中最大
的有机碳源库，主要包括木质素、纤维素和半纤维
素等成分。植物在光合作用下固定的碳约有 20% 用
来合成木质素，而这些木质素约占木质干重的 25%-
30%，纤维素被这些木质素包裹着并与之形成复杂的
木材基质，用以保护植物免受微生物的侵染［8］。木
质素是一类“顽强的”酚类生物大分子，基本结构
单元是苯基丙烷，是形成松伯醇、芥子醇和香豆醇
的前体物质［9］，木质素的降解在木材的腐烂及降解
中起限制性作用。目前唯一能对木质素进行实质性
并彻底降解的微生物就是白腐真菌［10］。
1.2 白腐真菌的胞外酶系
白腐真菌对木质纤维素的降解利用主要依靠其
菌丝强大的穿透能力及胞外相关酶系的协调作用而
实现。真菌的胞外木质素降解酶系主要包括两大类：
过氧化物酶（peroxidases，PODs）类及漆酶（laccase）。
PODs 又包括 4 类 ：即木质素过氧化物酶（LiP）、锰
过 氧 化 物 酶（MnP）、versatile peroxidase（VP） 和
generic peroxidase（GP）［10］。研究表明，这些酶类
直接或间接参与木质素的降解，黄孢原毛平革菌的
LiP 借助其表面的色氨酸残基（Trp171），通过一系列
的电子转移能够实现对木质素的直接降解 ；MnP 中
的残基 Glu35、Glu39 和 Asp175，可以结合 Mn 并发生
相关的催化作用［10］。漆酶较 LiP 与 MnP 而言存在
一定的争议［11］，有的学者认为漆酶不能降解木质素，
只有 LiP 及 MnP 才是真正能降解木质素的酶 ；但同
时也有研究表明漆酶失活（deactivation）的鲜红密
孔菌（Pycnoporus cinnabarinus）突变株不具备去除
木质素的能力，而野生菌则可以有效对纸浆漂白及
脱除木质素［12］。白腐真菌中通常含有 5-26 个这些
酶的基因拷贝，因此能有效地降解木质素，褐腐菌
却没有［10］。某些真菌如扁韧革菌可同时分泌漆酶、
LiP 和 MnP［13］，然而并非所有的白腐菌都能同时分
泌这 3 种酶，如灰隔孢伏革菌仅分泌漆酶［14］。
2 漆酶简介
2.1 漆酶来源及分泌形式
漆酶（EC 1. 10. 3. 2）是一种多酚氧化酶，可氧
化酚类和芳香胺类化合物，同时将分子氧还原成水，
是一种绿色催化剂。漆酶最早于 1883 年在漆树的汁
液中发现，后来研究表明漆酶其实广泛存在于自然
界中，如植物、真菌、细菌、动物及昆虫中［15］。进
一步的研究表明，漆酶属于铜蓝氧化酶家族，其活
性中心和抗坏血酸氧化酶、血浆铜蓝蛋白及胆红素
氧化酶的活性中心极为相似［16，17］。漆酶在不同的生
物体中充当着不同的角色，主要参与木质化、去木
质化、真菌形态发生、去毒、植物感染和植物氧化
胁迫等过程［15］。自然界中真菌是漆酶的主要产生菌，
包括担子菌、子囊菌及半知菌等，其中又以是担子
菌门的白腐真菌为主［2］。漆酶一般以同工酶的形式
被分泌出来，少数真菌仅分泌 1 种漆酶，多数真菌
会分泌 2 种甚至更多种的同工酶，如灰隔孢伏革菌
可分泌 8 种漆酶同工酶［14］。漆酶同工酶的分子量、
活力和等电点等极为相似，其最大的不同在于其表
达量及稳定性有差异［18，19］。此外，即使是同一种真
菌，当以不同的形式生长时，所产的漆酶也会有差
异，如香菇（Lentinula edodes）有分泌型的漆酶 lcc1
及在子实体中的形式 lcc4（非分泌型）［20］。这可能
是真菌适应生存环境的一种机制。
2.2 漆酶的活力测定方法
由于漆酶具有广泛的底物特异性，因此测定漆
生物技术通报 Biotechnology Bulletin 2016,Vol.32,No.426
酶活力的方法较多。目前常用的方法主要有分光光
度法［21］及 HPLC 法等［22］。用分光光度法测定漆酶
的活力时常见的底物有 ABTS、丁香醛连氮、阿魏酸、
DMP 及愈创木酚等［23］。不同来源的漆酶对不同底
物的亲和力及催化能力不同，表现出不同的 Km 和
Vmax ；同一种酶用不同的底物测定所得出的酶活力也
相差较大。以酚类物质为底物测定漆酶的活力时，
容易受到酚类物质自氧化的干扰，尤其在酶活力低
到一定范围时干扰更大［24］。酶活的测定方法不同，
酶活力的定义也不同，漆酶的活力一般定义为 1 min
内催化 1 μmol 底物或产生 1 μmol 产物所需要的酶量，
但也有人用反应体系在最大吸收波长处的吸光值每
增加 1 为一个酶活单位［25］。目前有关漆酶的文献中，
使用的漆酶测定方法及测定体系差异较大，对酶活、
产量之间的比较存在一定的难度［26］。
3 真菌漆酶性质及结构特征
3.1 漆酶的理化特性
3.1.1 漆 酶 的 分 子 量 真 菌 漆 酶 的 分 子 量 一 般
在 50-90 kD 之 间， 尤 其 在 担 子 菌 漆 酶 中 比 较 普
遍［6，27-29］。最近的研究还发现了小分子量的漆酶，
如灰隔孢伏革菌所分泌的同工酶中分子量较小的仅
有 26.2 kD［14］。
3.1.2 漆酶的等电点 真菌漆酶多为酸性蛋白，如
灰隔孢伏革菌所分泌的同工酶其等电点为 3-6 之
间［14］，杂色云芝漆酶等电点为 4.2［27］，密孔菌 L3
漆酶等电点为 4.7［28］。也有报道发现等电点为碱性
的真菌漆酶，如侧耳属真菌 POXA1a 与 POXA1b 漆
酶的等电点分别为 6.7 及 6.9［6］。
3.1.3 漆酶的糖基化 漆酶一般都有不同程度的
糖基化，其含糖量为 10%-30%，分子中的糖可能
为阿拉伯糖、木糖、甘露糖、半乳糖及葡萄糖的
一 种 或 多 种［30］。Phanerochaete flavido-alba 漆 酶 分
子量为 98.7 kD，去掉糖基后变为 81.3 kD，即含糖
17.7%［31］，然而番茄灰霉菌漆酶的含糖量可高达
70%［30］。糖基可能对胞外漆酶的分泌、活性中心的
维持、防止蛋白酶的降解、温度稳定及 pH 稳定等
构像有重要影响［32，33］。漆酶的活力除受菌种来源的
影响外，可能还受糖基化及含糖量的影响。
3.1.4 漆酶的氧化还原电势 真菌漆酶一般低于漆
树漆酶的氧化还原电势，表现出更高的催化活性。
影响漆酶氧化还原电势的因素很多，如分子量、与
铜原子配位的氨基酸的差异等。真菌漆酶的氧化
还原电势一般为 0.4-0.8 V，其中又可以分为两类 ：
0.4-0.6 V 为低电势，如灰盖鬼伞漆酶 ；0.6-0.8 V 为
高电势，如云芝漆酶，其分子中 I 铜原子附近独特
的结构使得该漆酶具有较高的电势，为 0.78-0.79
V［15］。某些真菌如担子菌 C30 漆酶的电势非常低，
仅有 0.17 V［34］。
3.1.5 漆酶的最适反应条件（温度、pH 值） 漆酶
的最适反应温度和 pH 值具有很强的底物依赖性。
最适反应温度普遍偏高，50-80℃较为常见，如密
孔菌 L3 漆酶催化不同底物的最适温度在 55-75℃之
间［28］。Zhang 等［35］研究的云芝漆酶，以 DMP 为底
物时最适温度则高达 85℃。有些真菌漆酶则嗜好较
低的催化温度，胶质射脉革菌（Phlebia tremellosa）
漆酶的最适温度仅为 20℃［36］。大多数漆酶在酸性
的环境下能发挥其最大的催化活性，最适 pH 值在
2-5 之间［28］。个别真菌漆酶的最适 pH 值在中性，
只有极少数的真菌漆酶在碱性的条件下有高效的催
化能力，如 Panaeolus papilionaceus 漆酶以 DMP 为底
物时的最适 pH 值为 8.0［6］。
3.1.6 漆酶的稳定性（温度、pH 值） 真菌漆酶普
遍具有良好的热稳定性。云芝栓菌漆酶在 65℃和
75℃下的半衰期分别为 5 h 和 70 min［35］，朱红栓菌
漆酶在 70℃时的半衰期为 60 min［37］，密孔菌漆酶
在 70℃及 60℃时的半衰期分别为 3 h、5 h［28］。尽
管大部分漆酶都在酸性范围内有最高的催化效率，
很多真菌漆酶在中性及偏碱性条件下（pH 值为 6-10）
保存比较稳定［28，38］。通过对漆酶进行固定化可以有
效提高漆酶对温度、pH 值及抑制剂等的稳定性，扩
大漆酶的应用范围［39］。
3.1.7 漆酶的激活及抑制 漆酶的活性会受到金属
离子如铜离子、锰离子等的激活，有的则被抑制。
铁离子、银离子及汞离子通常抑制漆酶的活性［28］。
此外，卤化物、硫化物、碳酸盐、有机溶剂等也可
抑制漆酶活性［15］，如二硫苏糖醇、巯基乙醇、叠氮
化钠、L-半胱氨酸和碘化钾等对漆酶抑制效果比较
大，有机溶剂中甲醇、乙醇和乙腈等对漆酶影响不大，
二甲亚砜则明显抑制漆酶的活力［19，38，40］。不同的
2016,32(4) 27刘家扬等：真菌漆酶的性质、生产及应用研究进展
抑制剂对漆酶的抑制机理互不相同，如羟基甘氨酸
和脂肪酸通过阻碍底物进入漆酶的结合部位而抑制
了漆酶的催化能力，卤化物则阻碍了电子通往三核
铜位点的路径［15］。
3.2 漆酶的催化特性
漆酶具有广泛的底物作用性，能催化一系列底
物的氧化，诸如单酚、二酚、多酚、二胺、芳香胺、
甲基酚、抗坏血酸及非酚类的化合物等［41］，其主要
机理为通过单电子的转移体系并伴随着分子氧作为
电子受体进而被还原为水［42］。漆酶分子中的铜离子
在催化过程中起着重要的作用，漆酶介导的催化过
程主要有 3 步 ：（1）底物将 I 类铜离子还原 ；（2）I
类铜离子将电子传递给含有二类和三类铜原子组成
的三核中心 ；（3）在三核中心氧被还原为水（图 1）。
漆酶催化不同的底物时其机理不尽相同，小分
子酚类化合物如 α-萘酚、儿茶酚等通常在漆酶的
介导下形成二聚体、三聚体等聚合物并进一步发生
沉淀［43，44］。当小分子介体（如 HBT）存在时，漆
酶对酚类化合物的聚合作用常被抑制，而漆酶对
这些化合物的降解作用则占主导［45］。但对于某些
非酚类大分子，如环境中的污染物、激素和染料
等，漆酶则无法直接作用。漆酶的氧化还原电势比
非酚类化合物的氧化还原电势低，因此漆酶通常不
能催化此类底物的氧化或分解，但如果存在电子转
移介体的情况下，漆酶也可以作用于非特异性底
物［46］。介体可以起着桥梁的作用，首先被漆酶氧化，
然后再介导底物的氧化。常见的介体有 ：ABTS、
1-hydroxybenzotriazole（HBT）、N-hydrox yphthalimide
（NHPI）、3-hydroxyanthranilic acid 和 violuric acid（VIO）
等［3，47］。漆酶介体体系（LMS）已被广泛地用于纸
浆的脱木质素、燃料电池、有机污染物的转化、生
物传感器及染料的降解等。
3.3 漆酶的结构特征
到目前为止，已经有很多真菌漆酶被结晶出
来用以结构分析。下面以 Trametes versicolor 为例对
漆酶的空间结构做一说明 ：如图 2［48］，漆酶分子
成球形（大小为 7 × 5 × 5 nm），主要由折叠结构
组成，其次有少量的无规则卷曲和极少量的螺旋结
构 ；漆酶分子中有 3 个结构域，T1 铜离子（Cu 1）
位点位于第 3 个结构域，T2/T3 铜离子（Cu2、Cu3a
和 Cu3b）位于另外两个结构域的交界处，为三核
中心 ；漆酶为糖基化蛋白，糖结合位点分别位于
N54、N217、N333 及 N436 ；催化疏水口袋位于左侧
中间位置，在 Cu1 附近，该处的电子云密度比较稀
疏，有较大的空间来容纳底物，如底物 2，5-二甲基
苯胺（左侧中间的棍棒结构）；漆酶催化底物时，从
4x
4e- + 4H+
T1
O2 2 H2O
T2
T3
T2
His-Cys-HisCu2+ → Cu+
R
4x
R
OH O-
图 1 漆酶对酚类底物催化的过程
N333
N436
1 3b
2
3a
N217
N
C
N54
图 2 Trametes versicolor 漆酶的空间结构（二级结构）
生物技术通报 Biotechnology Bulletin 2016,Vol.32,No.428
底物获得电子（His 458 起着重要的作用），然后将
电子从 Cu1 位点传递到 Cu2/Cu3 位点的三核中心，
氧配位结合在 Cu2/Cu3 位点处，在此处氧被还原成
水。也有研究发现杂色云芝（Coriolus versicolor）漆
酶二级结构中含有更多的 α-螺旋（68%），并非 β-
折叠［27］。
4 漆酶的生产
研究表明，真菌既可以固态培养也可以液态培
养，但二者在漆酶产量及生产成本等方面具有差异，
目前漆酶的生产多采用液态发酵方法。
4.1 真菌漆酶的生产周期
大部分真菌在培养的初始阶段仅有菌体的生长
而几乎没有漆酶的分泌，漆酶的大量合成主要集中
在培养的第二阶段，即漆酶为次生代谢产物［13］，因
此真菌漆酶的生产周期普遍较长，几天甚至几十天。
扁韧革菌在第 4 d 时到达产酶高峰（约 25 U/mL）［13］，
密孔菌 L3 液体培养 6 d 后产酶 72 U/mL［49］，栓菌
在第 6 d 时最高酶活为 18 U/mL［50］，虎皮香菇菌在
优化后的培养基中培养 11 d 时产酶 2.2 U/mL［51］，
Lentinus sp. 在培养 16 d 时酶活达到 58 U/mL 的最高
活力［38］，木硬孔菌则需要 24 d 的培养时间达到产
酶高峰［52］。与液体发酵相比，固态培养真菌产漆
酶所需要的周期更长，如侧耳需要 50 d［53］，密孔菌
L3 以柳枝稷（switchgrass）为培养基质时分泌漆酶
的高峰在 36 d［54］。
4.2 培养基组成的影响
培养基的组成对真菌分泌漆酶的影响较大，尤
其是碳源和氮源，其中碳氮比对漆酶分泌的影响尤
其显著，一般在“氮饥饿”时漆酶的分泌会增强［55］。
真菌用于自身生长及合成漆酶所需要的碳源有 ：甘
油、葡萄糖、果糖、麦芽糖、乳糖、纤维二糖、蔗糖、
纤维素及一些木质纤维类生物质等。常用的氮源包
括：酒石酸铵、磷酸氢二铵、氯化铵、尿素、酵母膏、
豆粕和玉米浆等［14］，其中有些不仅可充当氮源，同
时具有漆酶诱导剂的作用，如玉米浆等［56］。
4.3 培养条件的影响
影响微生物发酵产漆酶的培养条件主要有温度、
pH 值、转速和接种量等。大部分漆酶产生菌嗜好
的培养条件为 ：转速 150-250 r/min，温度 25-35℃，
培养基 pH 值 2-6［57，58］，如 Lentinus sp. 相对喜欢较
低的温度（25℃）和转速（150 r/min）［38］。真菌产
漆酶的最适初始 pH 值多为酸性。虎皮香菇的培养
基初始 pH 值为 5.0，培养温度 28℃，摇瓶转速 140
r/min［51］。在机械搅拌式发酵罐上，转速对大部分真
菌生物量及漆酶的产量影响较大，但有的真菌则不
受影响［2］，如 Fenice 等［59］发现虎皮香菇在 3 L 搅
拌式发酵罐中培养时最佳的转速是 500 r/min。培养
基中的溶氧水平受转速及通气量的影响（在摇瓶中
主要受转速的影响），搅拌式发酵罐上通气量为 1.0
VVm（即每分钟的通气量等同于培养基的体积）时
似乎对很多真菌的产酶都有利。
4.4 提高漆酶产量的策略
对漆酶进行诱导是提高漆酶产量常用的方法，
其中铜离子［51］、醇类［60］、芳香族化合物等常被用
作漆酶的诱导剂［56，61］。诱导剂的添加时期也是影响
漆酶分泌的因素之一，如 Lentinus sp. 是在培养 3 d
后添加终浓度 2 mmol/L 的二甲基苯胺来对漆酶进行
分泌诱导［38］。反转录 PCR 分析表明，二甲基苯胺
等通过提高漆酶基因的转录水平而使漆酶的分泌水
平提高，而芳香化合物则可能是激发了漆酶启动子
上的外源化合物响应原件（XRE），进而促使漆酶大
量的分泌［51］。
4.5 漆酶的生产规模
目前关于漆酶的生产研究大部分集中在摇瓶
水平上，仅有少部分菌株在发酵罐水平上得到尝
试，整体发酵规模偏小。在发酵罐水平上比较有潜
力的真菌菌株主要是栓菌属（Trametes）和密孔菌属
（Pycnoporus）［2］。单色云芝在 20 L 搅拌式发酵罐中
生长 14 d 后达到最高的漆酶产量 142 000 nkat/L［62］，
绒毛栓菌在 20 L 搅拌式发酵罐中产酶高达 333 U/mL，
流加后产生更高的酶活力 740 U/mL［63，64］。Liu 等［49］
在 65 L 气升式发酵罐中培养 Pycnoporus sp. SYBC-L3
菌株，在第 6 d 达到漆酶最高活 72 U/mL。
4.6 漆酶的异源表达
由于漆酶的后加工过程比较复杂，其中涉及
引导肽的切除等过程，因此真菌漆酶一般需要在真
核生物中异源表达［2］。真菌漆酶由 1 500-2 500 bp
左右的核苷酸编码 520 左右的氨基酸所组成，如
2016,32(4) 29刘家扬等：真菌漆酶的性质、生产及应用研究进展
Lentinus sp. 漆 酶 lcc3 的 cDNA 包 括 1 563 bp 的 碱
基，编码含有 521 个氨基酸残基的多肽［38］。真菌漆
酶基因一般包含数量不等的外显子，如虎皮香菇漆
酶 lac1 和 lac2 的基因分别有 9 个和 4 个外显子［51］。
现在已经有很多真菌漆酶的基因被克隆并在黑曲霉
及李氏木霉等菌株中异源表达［2］。此外，漆酶基
因的表达具有一定的宿主选择性，如香菇漆酶基因
在 Escherichia coli、Saccharomyces cerevisiae 和 Pichia
pastoris 中表达出的蛋白虽具备了和漆酶相似的大小，
却没有漆酶的活性，在 Aspergillus oryzae 中却能成功
表达并分泌至胞外［20］。
相对液态发酵，固态发酵成本较低，因此也常
被采用，尤其是在农业废弃物的资源化利用方面。
Sharma 等［65］用麦糠为固态培养基质，在添加矿物
质盐溶液后于搪瓷盒中培养灵芝真菌，5 d 后得到
漆酶活力高达 11 589 U/g 基质，发酵规模达到 10 kg
基质。
5 漆酶的应用
漆酶在工农业生产及环境保护中具有潜在的应
用价值，近年来的研究在漆酶的应用方面有了新的
进展。
5.1 造纸工业
在漂白过程中去除木质素可提高纸张的质量及
色泽，传统的纸浆漂白过程采用氯化物对木质素选
择性的降解，但副产物如二噁英等则对环境形成一
定的负面影响。漆酶及漆酶介体系统（LMS）可以
作为传统试剂的替代剂对纸浆处理达到较好的漂白
效果［66］。Sharma 等［65］研究发现在纸浆漂白过程中
依次使用木聚糖酶及漆酶比单独使用二者更有效，
能减少过程中 35% 的二氧化氯使用量，提高纸浆性
能（撕裂指数增加 15.7%，褪色值降低 50%），并使
最终废液的可吸附有机卤化物含量减少 34%。
5.2 食品工业
漆 酶 还 能 有 效 地 降 解 黄 曲 霉 毒 素（AFB1），
这 对 于 控 制 食 品 中 的 生 物 毒 素 水 平 具 有 重 要 的
价 值［67］。 联 合 使 用 漆 酶 和 纳 米 颗 粒（ 如 氧 化 铽
Tb4O7）可以作为酒中多酚物质检测的一种新方
法［68］。此外，由于漆酶具有催化酚类化合物及同时
消耗氧的特点，其在净化水质及防止食品变质等方
面也有应用。
5.3 染料脱色
合成类染料种类繁多、结构复杂且难降解，具
有生物毒性及致畸作用，利用漆酶能有效地对染料
进行降解，且多数在 10 min 内即可达到 80% 以上的
脱色率［38，69］。在废水处理过程中，可利用酶的固
定化技术提高效率、降低成本。如将漆酶分子上的
氨基与聚苯醚砜分子上的环氧树脂基共价结合获得
固定化漆酶可降解酸性红染料，降解率可达 88% 以
上［70］。在小分子介体如丁香醛连氮或草酸盐等的参
与下，漆酶对染料的降解速率可明显提高［14］，也有
报道发现介体如 ABTS 等对脱色过程没有明显的促
进作用［71］。某些真菌可以利用染织废水作为培养基，
在添加农业废弃物刺激后生产胞外漆酶，实现同步
脱色的效果［72］。菌株对染料的脱色过程中，生物降
解与菌体吸附同时起作用，提高了脱色效果［73］。
5.4 生物修复
漆酶在去除环境水体及市政污水中的固醇类激
素方面表现出了潜力，这些激素包括雌酮（E1）、雌
二醇（E2）、雌三醇（E3）［74］。在橄榄油生产过程
中排放的废水中含有多种酚类化合物、漆酶及介体
系统可以将大部分此类化合物转化、降解［75］。抗生
素等药物在真菌漆酶的催化下也可有效去除［76］。
5.5 化学合成
漆酶能将底物 3-氨基 -4-羟基苯磺酸（AHBS）
聚合，形成新的产物吩恶嗪酮染料（phenoxazinone
dye）［77］。4-氟-2-甲 氧 基 酚（4-fluoroguaiacol） 在 漆
酶的介导下通过去氟、聚合反应生成具有荧光性的
物质，在胶片生成方面表现出了巨大潜力［78］。乳清
蛋白和甜菜果胶在漆酶的参与下发生共价偶联、聚
合和乳化等可形成大小为 109 nm 的纳米颗粒［79］。
5.6 医药方面
Zhang 等［80］用大伞杯漆酶对肿瘤及 HIV 反转
录酶活性进行抑制能力研究发现，随着漆酶用量的
增加（2.5-20 mmol/L），Hep G2 和 MCF-7 细胞都受
到了不同程度的抑制，抑制率分别为 9.1%-80.5%
及 40.2%-95.4%，对这两种细胞的 IC50 分别为 12.3
和 3.0 mmol/L ；在漆酶浓度为 20 mmol/L 时对 HIV-
RT 的抑制达到 70.4%，IC50 值为 14.4 mmol/L。漆酶
生物技术通报 Biotechnology Bulletin 2016,Vol.32,No.430
能转化某些酚类底物生产抗菌素，如将 4-甲基 -3-羟
基邻氨基苯甲酸转化成放线菌素（actinocin），该产
物通过阻断肿瘤细胞 DNA 的转录而起到对抗癌症的
功效［81］。
5.7 园艺
沙质土壤出现斥水性（SWR）是高尔夫球场草
坪维护管理中的难题之一，斥水土壤将导致草皮的
大面积死亡进而导致草坪质量下降及管理成本增加。
最近的研究发现，漆酶处理斥水性较强的高尔夫球
场浅层土壤可以有效去除其斥水性，有望结合或替
代传统保水剂的使用来提高草坪的管理水平、降低
管理成立成本［82，83］。同时漆酶的喷洒可以减少草
坪浅层土壤中的有机层厚度及有机质含量（thatch），
利于草坪的生长及维护［84，85］。
6 结语
高效率、规模化生产是实现漆酶广泛应用的前
提。在自然界中产漆酶的菌株虽多，但能进行大规
模工业化生产的菌株却较少，通过筛选自然菌株乃
至对原始菌株改造有望满足不同领域的需求。此外，
从实验室的摇瓶水平到小型发酵罐上的中试水平、
再到工业化的生产水平还有一道很大的鸿沟，过程
优化控制及工艺放大是规模化生产的必要环节。在
未来的研究中，漆酶应用领域的不断拓展必然推动
新型漆酶的开发与研制，通过代谢工程学、分子生
物学、结构生物学等研究进一步深入了解漆酶，利
用定点突变技术对漆酶分子在蛋白质水平上进行改
造等获得具有特殊性质、功能的漆酶是新的趋势。
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（责任编辑 狄艳红）