[发明专利]蛋白质介体‑漆酶体系降解双酚A的方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种酶法水污染防治领域的技术，具体是一种蛋白质介体-漆酶体系降解双酚A的方法。

背景技术

双酚A(Bisphenol A，BPA)作为增塑剂广泛存在于环氧树脂和聚碳酸脂塑料生产，2015年中国双酚A的产能为77万吨。虽然这两年中国双酚A产能扩张速度有所减缓，但据安迅思统计数据，中国双酚A产能近期将达到143万吨/年。据调查，2003～2004年武汉东湖双酚A含量为15.1～62.6μg/L，2003年天津海河双酚A含量为19～83ng/L,2005～2006年珠江水系为44～64ng/L，2013年上海黄浦江为23ng/L。双酚A是一种内分泌干扰物，具有雌激素的生物学功能，对女性生殖系统产生较大影响。研究表明双酚A对睾丸、前列腺的发育和乳腺癌的发展有影响，减少精子产生、生物体女性化和减弱鸟类、鱼类及哺乳类的生育能力。因此，大规模的工业生产和塑料制品广泛使用造成了环境中双酚A快速积累，达到了危害人体健康的水平。

近年来，利用酶特异性转化污染物的方法日益受到人们的关注。特别是一些不能利用传统方法，如在水环境中的痕量污染物，可以利用酶法特异性去除。漆酶(Laccase，Lac，EC 1.10.3.2)属于多铜氧化酶家族，可以催化氧化酚类和非酚类芳香族化合物及其衍生物，已经被广泛用于降解或解毒工业废水中的环境有机污染物。漆酶催化氧化反应条件温和、电子受体为空气中的氧气且产物为水，被认为是理想的绿色催化剂。漆酶具有三个铜离子结合位点，结合了4个铜离子，其中T1铜位点为底物的反应场，主要功能是将底物上的电子通过保守的His-Cys-His转移到到三铜中心(TNC)，三铜中心(TNC)为活性中心，经历2个2e-步骤将氧气还原成水。

虽然漆酶具有广谱的底物特征，但不同于专用酶的是氧化能力相对较慢，需要介体的协助来提高反应速率。有机小分子介体的发现扩展了漆酶底物的选择性，常用介体包括2′-联氨-双-3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸(ABTS)、1-羟基苯并三氮唑(HBT)、2,2,6,6-四甲基哌啶-氮-氧化物(TEMPO)和紫尿酸(violuric acid)等等在酶法催化有机合成中得到广泛应用，但小分子介体存在价格昂贵和生物毒性等缺点，在环境保护中尚未得到推广。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提出一种蛋白质介体-漆酶体系降解双酚A的方法，利用血红蛋白(Hemoglobin，Hb)提升漆酶活性，有效降低了漆酶的投入，提高生物降解双酚A的反应速率，克服了传统介体存在潜在毒性的二次污染威胁，具有良好的环境保护效果。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明涉及一种蛋白质介体-漆酶体系降解双酚A的方法，通过构建漆酶-血红蛋白复合酶体系，在常温下对水体中双酚A进行降解，并通过光学方法检测降解效果。

所述的漆酶优选为白腐菌T.versicolor商品漆酶。

所述的血红蛋白优选为牛血红蛋白。

所述的漆酶-血红蛋白复合酶体系，通过以下方式构建：将漆酶和血红蛋白按10:1的摩尔比例混合后加入到含双酚A水溶液中，反应在常温下进行。

所述的含双酚A水溶液优选为pH中性。

所述的光学方法是指：通过检测紫外-可见光光谱并采用高效液相色谱法检测降解后的底物消耗和产物生成。

技术效果

与现有技术相比，本发明通过血红蛋白提高漆酶催化活性，缩短漆酶降解双酚A的反应时间，该血红蛋白从动物体内提取而来，具有获取容易且成本低的优点；此外，本发明通过紫外-可见光光谱和高效液相色谱法双重手段，有助于真实检测水污染物中双酚A及产物的浓度。

附图说明

图1为实施例1检测实验示意图；

图中：(A)紫外-可见光光谱检测漆酶-血红蛋白体系催化氧化双酚A的动力学实验；(B)表示通过NMF-ALS分解得到底物和产物的光谱信息；(C)表示双酚A产物随时间的相对浓度变化。

图2为实施例2检测实验示意图；

图中：(A)HPLC检测漆酶-血红蛋白体系催化氧化双酚A；(B)双酚A随时间含量变化；(C)双酚A降解产物随时间的相对浓度变化。

图3为实施例3检测实验示意图；

图中：紫外-可见光光谱检测漆酶-血红蛋白体系催化氧化双酚A的动力学实验(室温，中性pH)。

图4为双酚A(BPA)降解效率示意图。

具体实施方式

实施例1