[发明专利]双酚介体提高漆酶氧化木质素能力的方法

说明书

一种双酚介体的漆酶氧化木质素能力方法，通过分子设计技术将双酚化学结构引入介体与漆酶构建的漆酶介体体系(LMS)，随后测试其介体性能。本发明提出含有2,2’‑联苯酚结构的天然化合物作为漆酶介体，成功在天然产物代谢产物库中挖掘到一种目标天然双酚介体，并证明了其介体性质，且应用于木质素模型物和磺酸木质素的催化氧化。

技术领域

本发明涉及的是一种生物化学领域的技术，具体是一种双酚介体的漆酶氧化木质素的方法。

背景技术

漆酶(EC 1.10.3.2)是一种含铜的多酚氧化酶，属于铜蓝氧化酶。漆酶处理木质素时需要介体小分子的介入，以前介体常为人工合成化合物如ABTS和HBT，在规模化应用中存在二次化学污染的问题。因此在自然界中寻找高效环保的天然介体是近年来漆酶工业发展的方向之一，然而目前所证实的天然介体为单酚化合物，相比于单酚氧自由基，漆酶转化双酚双自由基具有更高的氧化能力，在热力学上占有优势。本发明为一种双酚绿色天然介体，结构新颖，类似双酚结构介体分子未见报道先例。

发明内容

本发明针对现有漆酶介体体系技术存在的上述不足，提出一种双酚介体的漆酶氧化木质素能力方法，在天然产物代谢产物库中挖掘到一种目标天然双酚介体，并证明了其介体性质，且应用于木质素模型物和磺酸木质素的催化氧化。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明涉及一种用于处理木质素模型物和木质素的2,2’-联苯酚结构天然介体提高漆酶氧化木质素能力的方法，通过分子设计技术将双酚化学结构引入介体与漆酶构建的漆酶介体体系(LMS)，随后测试其介体性能。

所述的漆酶介体系统含白腐菌(T.versicolor)漆酶，本LMS系统中漆酶浓度与介体的浓度比为1:20。

所述的介体系统中的介体为一种2,2’-联苯酚结构的双羟基天然代谢产物，其分子结构中两个酚羟基处于相邻的位置，具体名称为：

(6aS)-2,10-dimethoxy-6,6-dimethyl-5,6,6a,7-tetrahydro-4H-dibenzo[de,g]quinolin-6-iu m-1,11-diol，该双羟基天然代谢产物含有2,2’-联苯酚目标结构

所述的分子设计技术是指：通过量子力学计算方法计算木质素热解中双羟基模型化合物进攻底物模型化合物的过程，结果显示底物模型化合物产生新的自由基并和双羟基模型化合物的自由基进行偶联具有能量优势-该反应显著放热且反应能垒小于+25kcal/mol。

所述的木质素热解中双羟基模型化合物进攻底物模型化合物的过程如下所示：

所述的漆酶介体体系是指：漆酶的介体为一小分子量的分子，在高值化木质素中起到电子传递的作用，有效地提升了漆酶催化效率，降低漆酶使用量和使用成本，提高底物适配性。

所述的测试，通过以下方式实现：0.010g漆酶溶于10mL pH4.5醋酸钠-醋酸缓冲液，称取0.0034g 2,2’-联苯酚结构目标化合物溶于10mL二甲基甲酰胺(DMF)溶液，在反应体系中加入200μL漆酶溶液和40μL 2,2’-联苯酚结构的化合物溶液，并用pH4.5醋酸钠-醋酸缓冲液补齐至2mL。

所述的pH4.5醋酸钠-醋酸缓冲液是加入1.5g醋酸钠，并加入适量的醋酸通过pH计调pH至4.5。

本发明涉及一种基于上述漆酶介体体系的应用，将其用于木质素模型物和磺酸木质素的催化氧化。

所述的应用，具体为：将配制好的愈创木酚基甘油-β-愈创木基丙醚、1-(4-羟基-3,5-二甲氧基苯基)-2-(2-甲氧基苯氧基)丙烷-1,3-二醇或磺酸木质素溶液以0.3mM的浓度配比加入至含有漆酶与介体的缓冲液中，在37℃下进行振荡反应。