木質(zhì)素是一種由苯丙烷結(jié)構(gòu)通過醚鍵和碳碳單鍵等連接而成的無定形天然高分子聚合物,是自然界中最為豐富的可再生芳香化合物資源。木質(zhì)素的降解、轉(zhuǎn)化和利用涉及到制漿造紙工業(yè)的清潔化生產(chǎn)、秸稈資源的利用以及環(huán)境污染的生物修復(fù)等多個領(lǐng)域。木質(zhì)素的結(jié)構(gòu)復(fù)雜,相對分子量高和難溶于水等特點使其很難被降解,極大限制了其應(yīng)用。與化學(xué)和物理方法相比,生物解聚木質(zhì)素,將其轉(zhuǎn)化為高附加值平臺化合物具有成本低廉、二次污染小等優(yōu)勢,因此受到越來越多的關(guān)注。而細菌及其分泌的酶具有易于基因操縱和蛋白表達的特性,并且細菌具有豐富的生物多樣性和良好的環(huán)境適應(yīng)能力等優(yōu)勢,因此木質(zhì)素降解細菌及其降解酶的研究成為目前國際熱點問題之一。近年來越來越多的研究表明,細菌來源的漆酶(Laccase)和染料脫色過氧化物酶(DyPs)在木質(zhì)素生物降解中起著至關(guān)重要的作用。然而,這兩種酶對木質(zhì)素的解聚反應(yīng)機制仍未完全闡明,制約了其在木質(zhì)素解聚中的應(yīng)用。因此,闡明細菌型漆酶和DyPs對木質(zhì)素的生物催化機制將會為生物降解木質(zhì)素實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)提供重要的理論基礎(chǔ)。本論文將來自木質(zhì)素降解細菌的木質(zhì)素芽孢桿菌Bacillus ligninesis L1中的漆...

【文章頁數(shù)】：124 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 木質(zhì)素概述
        1.1.1 木質(zhì)素的特性
        1.1.2 木質(zhì)素與環(huán)境污染
        1.1.3 木質(zhì)素與生物煉制
        1.1.4 木質(zhì)素的生物降解
    1.2 漆酶
        1.2.1 漆酶的理化性質(zhì)
        1.2.2 漆酶的催化氧化機理
        1.2.3 細菌型漆酶對木質(zhì)素的降解
        1.2.4 細菌型漆酶的優(yōu)勢
        1.2.5 漆酶在環(huán)保領(lǐng)域的應(yīng)用
    1.3 染料脫色過氧化物酶(DyPs)
        1.3.1 DyPs的理化性質(zhì)
        1.3.2 DyPs對木質(zhì)素的降解
        1.3.3 DyPs在環(huán)保領(lǐng)域的應(yīng)用
    1.4 本課題的研究目的、意義及技術(shù)路線
        1.4.1 研究目的及意義
        1.4.2 研究內(nèi)容
        1.4.3 研究創(chuàng)新點
        1.4.4 技術(shù)路線
第二章 重組漆酶(Lacc)異源表達、純化及酶學(xué)性質(zhì)研究
    2.1 實驗材料與儀器
        2.1.1 實驗材料
        2.1.2 實驗儀器
    2.2 實驗方法
        2.2.1 木質(zhì)素COD去除率和脫色率
        2.2.2 Lacc的異源表達
        2.2.3 Lacc的大量表達與純化
        2.2.4 SDS-PAGE分析蛋白質(zhì)純度及分子量
        2.2.5 蛋白質(zhì)的濃度測定
        2.2.6 Lacc的酶活測定
        2.2.7 Lacc的酶學(xué)性質(zhì)表征
    2.3 結(jié)果與分析
        2.3.1 Lacc基因敲除對木質(zhì)素芽孢桿菌L1 降解木質(zhì)素的影響
        2.3.2 Lacc的異源表達
        2.3.3 Lacc的純化
        2.3.4 Lacc的酶學(xué)性質(zhì)
    2.4 本章小結(jié)
第三章 重組染料脫色過氧化物酶(DyP35)的異源表達、純化及酶學(xué)性質(zhì)研究
    3.1 實驗材料與儀器
        3.1.1 實驗材料
        3.1.2 實驗儀器
    3.2 實驗方法
        3.2.1 DyP35 的異源表達
        3.2.2 DyP35 的大量表達與純化
        3.2.3 SDS-PAGE分析蛋白質(zhì)純度及分子量
        3.2.4 蛋白質(zhì)的濃度測定
        3.2.5 DyP35 的酶活測定
        3.2.6 DyP35 的酶學(xué)性質(zhì)表征
    3.3 結(jié)果與分析
        3.3.1 DyP35 的異源表達
        3.3.2 DyP35 的純化
        3.3.3 DyP35 的酶學(xué)性質(zhì)
    3.4 本章小結(jié)
第四章 重組漆酶(Lacc)和重組染料脫色過氧化物酶(DyP35)的木質(zhì)素降解機制研究
    4.1 實驗材料與儀器
        4.1.1 實驗材料
        4.1.2 實驗儀器
    4.2 實驗方法
        4.2.0 Lacc和 DyP35 對木質(zhì)素的處理
        4.2.1 木質(zhì)素的脫色與COD測定
        4.2.2 場發(fā)射掃描電子顯微鏡分析(FE-SEM)
        4.2.3 木質(zhì)素的分子量測定(GPC)
        4.2.4 傅里葉變換紅外色譜分析(FTIR)
        4.2.5 核磁共振分析(NMR)
        4.2.6 氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用分析(GC-MS)
        4.2.7 飛行時間二次離子質(zhì)譜分析(ToF-SIMS)
    4.3 結(jié)果與分析
        4.3.1 木質(zhì)素的脫色與COD的去除
        4.3.2 酶降解木質(zhì)素后微觀結(jié)構(gòu)分析
        4.3.3 木質(zhì)素降解產(chǎn)物的分子量分布
        4.3.4 木質(zhì)素結(jié)構(gòu)中化學(xué)鍵的變化
        4.3.5 核磁共振分析木質(zhì)素的降解過程
        4.3.6 木質(zhì)素降解產(chǎn)物分析
        4.3.7 木質(zhì)素降解產(chǎn)物的表面結(jié)構(gòu)分析
        4.3.8 木質(zhì)素的降解機制示意圖
    4.4 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論與展望
    5.1 結(jié)論
    5.2 展望
參考文獻
致謝
碩士期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及其他科研成果



本文編號：3853206