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林业剩余物木质素是芳香族化合物增值化学品的潜在来源,漆酶(LAC)在木质素的改性及分离方面具有广泛的应用,漆酶-介体系统(LMS)可用于各种化合物的氧化。尽管对LMS处理木质素进行了大量的研究,但有关LMS形成机制及对木质素的转化途径仍不清楚,并且对LMS修饰木质素结构的过程缺乏全面的了解。本文利用亲和力强的G型木质素(GL)与LAC形成LMS,通过荧光光谱法考察LMS内部相互作用,阐明结合机制与LAC蛋白结构诱变机制,并深入研究LMS在分子水平的结合模式,探索不同GL介体对LAC催化产物形成的影响。对酶催化机理是一种补充,也为木质素生物转化提供参考。木质素转化产物为在各种工业,消费和制药应用中使用的有价值特种化学品提供可能。主要研究结果如下:(1)以介质芥子醇(SA)优先探讨LAC与介质的分子间作用体系结合模型及介质的氧化途径。通过分子模拟、气质联用(GC-MS)、核磁共振(NMR)和高效液相色谱(HPLC)等方法对LAC催化SA反应进行了评价。这些方法可以解释由SA结合引起的LAC构象变化;确定SA与LAC的结合方式;并在鉴定产物2,6-二甲氧基-1,4-苯醌(DMQ)后确定酚类介质SA参与氧化反应的机制;研究了SA初始浓度对DMQ产率的影响。研究显示了一种小分子介质如何与LAC结合并形成高活性的中间产物,为深入了解生物降解过程提供了重要的信息。(2)荧光光谱(FS)、红外光谱、电化学分析法结合理论建模研究愈创木酚、4-乙基愈创木酚、香草醛介质与LAC的分子间作用包括非共价体系分子间的结合参数、电子转移、GL结合后蛋白二级结构变化,确定LAC-GL介质非共价复合体系(LGS)的形成。结果表明:GL与LAC的同一空腔1:1紧密结合形成复合体系;GL的存在增加了电子转移;LAC二级结构螺旋状态和折叠状态在相互转化;分子建模表明,GL通过氢键和疏水作用与LAC的HIS111、PRO346、LEU459共有腔体形成精密的非共价复合体系。(3)以紫丁香醇为催化底物(LA),用荧光光谱(FS)及分子动力学模拟(MD)研究底物和LAC结合。采用GC-MS和HPLC研究LGS催化作用产物及机理。以脱碱木制素(DL)为底物,研究GLS对DL的催化作用。结果表明:LA与LAC的结合力微弱,且在活性空腔偏亲水的环境。LGS酶解木质素模型底物的主产物与LAC催化的产物相同,但前者催化率为LAC的2倍。综合推断LGS酶解机制是非共价复合物的形成加速了LGS与LA的电子转移速率,形成后续反应。对DL,LGS仍表现出比LAC高的催化效率。