白腐真菌的研究培训课件
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质素以及半纤维素，从而增加纤维素表面积，使纤维素易 于降解，从而生成可发酵性糖。
1/28/2021 木质素结构 白腐真菌的研究
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简介
菌种及原理 木质素降解酶系
应用
总结及结尾
菌种及原理
白腐菌属于担子菌纲，是少数的能选择性降解木质素的真 菌之一，因其腐生在树木或木 材上，引起木质白色腐烂而
得此名．目前，已研究的白腐菌有：黄孢原毛平革菌、彩 绒革盖菌、变色栓菌、射脉菌、凤 尾菇、杂色云芝、糙皮
渐降解纤维素、半纤维素和木质素。白腐 菌降解木质素可
分为细胞内和细胞外 2 个过程．在细胞内主要营养物质(碳、
氮、硫)限制条件下，白腐菌启动形成整个降解系统：
1/28/2021
白腐真菌的研究
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简介
菌种及原理 木质素降解酶系
应用
总结及结尾
菌种及原理
①产生过氧化氢的氧化酶，即细胞内葡萄糖氧化酶和细胞 外乙二醛氧化酶。它们在分子 氧的参与下氧化相应底物激 活过氧化物酶，从而启动酶催化循环。
1/28/2021
白腐真菌的研究
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简介
菌种及原理 木质素降解酶系
应用
应用
饲料
目前白腐菌降解木质素的模式菌株是黄孢原
毛平革菌．秸秆经白腐真菌发酵后，大部分
的低质非蛋白氮转 化为较高质量的菌体蛋白，
蛋白质品质也得到较大幅度的改进．秸秆经
白腐菌处理不仅营养成分有极大的提 高，而
且其pH值由未处理前的5.7降到4.0，呈愉快的
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白腐真菌的研究
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简介
菌种及原理 木质素降解酶系
应用
总结及结尾
菌种及原理
木质素是由苯丙烷单元通过醚键和碳碳键连接而成的聚酚 类三维网状高分子化合物。木质素由于具有各种 生物学稳
定的复杂键型而不易被微生物降解。如何高效利用木质纤 维素原料其关键在于有效降解包裹在纤维素 晶体外面的木
Mn2+作为反应底物，同时以 Mn3+作为介质氧化木 素。
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简介
菌种及原理 木质素降解酶系
应用
总结及结尾
木质素降解酶系
漆酶
漆酶（Lac）是一种含铜的多酚氧化酶，和植物中的抗 坏血酸氧化酶、哺乳动物的血浆铜蓝蛋白属铜蓝氧化 酶家族 中的同一小族，在结构和功能上存在许多相似 之处。它可以催化氧化酚类化合物脱去羟基上的电子 或质子，形 成自由基，导致酚类及木素类化合物裂解， 同时分子氧被还原为水。其反应包括脱甲氧基、脱羟 基、C-C 键断 裂过程等。漆酶来源广泛，植物、昆虫和 真菌中都存在漆酶。
简介
菌种及原理 木质素降解酶系
应用
总结及结尾
简介
白腐菌是属于担子菌亚门的真菌,因腐朽木材呈白色而得名，
是能够降解木材主要成分的微生物之一。木材在白腐过程中大 部分纤维仍保持完整，且纤维素结晶度变化不大。由此设想利
用对降解木质素选择性好的白腐菌进行生物制浆，能开辟制浆
方法的新途径。白腐菌除了能降解木质素用于预处理、生物漂 白、生物制浆外，对其它有机异生物质也有很强的分解能力， 因而在废水处理中也有广泛的应用前景。
木素过氧化物酶 (LiP)
锰过氧化物酶 (MnP)
漆酶(Lac)
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简介
菌种及原理 木质素降解酶系
应用
总结及结尾
木质素降解酶系
木素过氧化物酶
木素过氧化物酶(LiP)是由 Tien 等于 1983 年在黄孢原毛平革菌中
发现的，随后的研究发 现大部分白腐菌在木素降解条件下都能
催化氧化木素需要一种真菌代谢产物藜芦醇(3,4-二甲氧 基苯甲
醇，VA)参与．VA 既是 LiP 的底物，又是 LiP 的氧化还原介体，
可能还起到保护酶免受过量 H2O2破坏 的作用．LiP 催化氧化 VA
形成阳离子自由基，其传送电子能力极强．
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简介
菌种及原理 木质素降解酶系
分泌这种酶，是迄今为止研究的最清楚的木素降解酶，在天然
木质素和 环境污染物小分子的降解过程中 LiP 起关键作用。 LiP
是一类含有血红素辅基的同工酶，分子中有 10 条长的蛋白质单
链，一条短的单链。LiP 作为生物催化剂，能够催化苯酚、芳香
胺、芳香醚及多环芳香化合物，通过多个反应步骤氧化木质素
模式化合物． LiP 降解木素时需要其他酶(如氧化酶)产生 H2O2，
总结及结尾
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简介
菌种及原理 木质素降解酶系
应用
应用
堆肥
堆肥是利用各种微生物的发酵处理生物
应用
木质素降解酶系
木素过氧化物酶
总结及结尾
/R为催化底物,最上面Fe为+3价，其余+4价
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简介
菌种及原理 木质素降解酶系
应用
木质素降解酶系
锰过氧化物酶
总结及结尾
锰过氧化物酶(MnP)普遍存在于白腐菌的各个菌种 中．与 LiP 一样它的催化循环也需要由 H2O2启 动．不同 之处在于，它以木质素组织中广泛存在的
水地柔软，适口性明显改善；
可提高动物对饲料的消化， 并且已经突破了
秸秆仅用于反刍动物饲料的禁区， 对饲养猪、
鸡的实验效果已有报道．利用白腐真菌处理
秸秆能够快速、高质量地利用和转化秸秆资
源，扩1/2大8/2饲021料来源，减白少腐真环菌境的污研究染
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侧耳、朱红密孔菌等。黄孢原毛平革菌已成为研究木质素 降解的模式株。白腐菌所分泌的木质素降解酶主要有 3 种， 即木质素过氧化酶、锰过氧化物酶和漆酶。
白腐菌在降解木材的过程中，在适宜的条件下，白腐菌菌
丝开始沿着细胞腔蔓延，主要集中在纹孔处。在 菌丝下细
胞壁被分解出一条沟槽，它可从细胞腔到复合胞间层，逐
②合成对木质素降解起作用的细胞外酶， 即木素过氧化物 酶、锰过氧化物酶和漆酶 3 种触发启动一系列自由基链反 应，使木素结构中的苯环发生单 电子氧化反应形成阳离子 基团，而后发生一系列自发反应而降解。
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简介
菌种及原理 木质素降解酶系
应用
木质素降解酶系
总结及结尾
木质素降解酶系
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简介
菌种及原理 木质素降解酶系
应用
应用
生物制浆
白腐菌的木素降解酶类能选择分解 植物秸秆中的木质素，使得生物制 浆成为可能．生物制浆是直接利用 微 生物降解纤维原料中的木质素， 分离出纤维，使之成为纸浆．这种 方法不仅能节约能耗，改善纸张的 物理性 能，还能减少污染，保护环 境，应用前景广阔
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简介
菌种及原理 木质素降解酶系
应用
总结及结尾
菌种及原理
白腐菌属于担子菌纲，是少数的能选择性降解木质素的真 菌之一，因其腐生在树木或木 材上，引起木质白色腐烂而
得此名．目前，已研究的白腐菌有：黄孢原毛平革菌、彩 绒革盖菌、变色栓菌、射脉菌、凤 尾菇、杂色云芝、糙皮
渐降解纤维素、半纤维素和木质素。白腐 菌降解木质素可
分为细胞内和细胞外 2 个过程．在细胞内主要营养物质(碳、
氮、硫)限制条件下，白腐菌启动形成整个降解系统：
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简介
菌种及原理 木质素降解酶系
应用
总结及结尾
菌种及原理
①产生过氧化氢的氧化酶，即细胞内葡萄糖氧化酶和细胞 外乙二醛氧化酶。它们在分子 氧的参与下氧化相应底物激 活过氧化物酶，从而启动酶催化循环。
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简介
菌种及原理 木质素降解酶系
应用
应用
饲料
目前白腐菌降解木质素的模式菌株是黄孢原
毛平革菌．秸秆经白腐真菌发酵后，大部分
的低质非蛋白氮转 化为较高质量的菌体蛋白，
蛋白质品质也得到较大幅度的改进．秸秆经
白腐菌处理不仅营养成分有极大的提 高，而
且其pH值由未处理前的5.7降到4.0，呈愉快的
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简介
菌种及原理 木质素降解酶系
应用
总结及结尾
菌种及原理
木质素是由苯丙烷单元通过醚键和碳碳键连接而成的聚酚 类三维网状高分子化合物。木质素由于具有各种 生物学稳
定的复杂键型而不易被微生物降解。如何高效利用木质纤 维素原料其关键在于有效降解包裹在纤维素 晶体外面的木
Mn2+作为反应底物，同时以 Mn3+作为介质氧化木 素。
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白腐真菌的研究
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简介
菌种及原理 木质素降解酶系
应用
总结及结尾
木质素降解酶系
漆酶
漆酶（Lac）是一种含铜的多酚氧化酶，和植物中的抗 坏血酸氧化酶、哺乳动物的血浆铜蓝蛋白属铜蓝氧化 酶家族 中的同一小族，在结构和功能上存在许多相似 之处。它可以催化氧化酚类化合物脱去羟基上的电子 或质子，形 成自由基，导致酚类及木素类化合物裂解， 同时分子氧被还原为水。其反应包括脱甲氧基、脱羟 基、C-C 键断 裂过程等。漆酶来源广泛，植物、昆虫和 真菌中都存在漆酶。
简介
菌种及原理 木质素降解酶系
应用
总结及结尾
简介
白腐菌是属于担子菌亚门的真菌,因腐朽木材呈白色而得名，
是能够降解木材主要成分的微生物之一。木材在白腐过程中大 部分纤维仍保持完整，且纤维素结晶度变化不大。由此设想利
用对降解木质素选择性好的白腐菌进行生物制浆，能开辟制浆
方法的新途径。白腐菌除了能降解木质素用于预处理、生物漂 白、生物制浆外，对其它有机异生物质也有很强的分解能力， 因而在废水处理中也有广泛的应用前景。
木素过氧化物酶 (LiP)
锰过氧化物酶 (MnP)
漆酶(Lac)
1/28/2021
白腐真菌的研究
5
6
简介
菌种及原理 木质素降解酶系
应用
总结及结尾
木质素降解酶系
木素过氧化物酶
木素过氧化物酶(LiP)是由 Tien 等于 1983 年在黄孢原毛平革菌中
发现的，随后的研究发 现大部分白腐菌在木素降解条件下都能
催化氧化木素需要一种真菌代谢产物藜芦醇(3,4-二甲氧 基苯甲
醇，VA)参与．VA 既是 LiP 的底物，又是 LiP 的氧化还原介体，
可能还起到保护酶免受过量 H2O2破坏 的作用．LiP 催化氧化 VA
形成阳离子自由基，其传送电子能力极强．
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简介
菌种及原理 木质素降解酶系
分泌这种酶，是迄今为止研究的最清楚的木素降解酶，在天然
木质素和 环境污染物小分子的降解过程中 LiP 起关键作用。 LiP
是一类含有血红素辅基的同工酶，分子中有 10 条长的蛋白质单
链，一条短的单链。LiP 作为生物催化剂，能够催化苯酚、芳香
胺、芳香醚及多环芳香化合物，通过多个反应步骤氧化木质素
模式化合物． LiP 降解木素时需要其他酶(如氧化酶)产生 H2O2，
总结及结尾
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简介
菌种及原理 木质素降解酶系
应用
应用
堆肥
堆肥是利用各种微生物的发酵处理生物
应用
木质素降解酶系
木素过氧化物酶
总结及结尾
/R为催化底物,最上面Fe为+3价，其余+4价
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菌种及原理 木质素降解酶系
应用
木质素降解酶系
锰过氧化物酶
总结及结尾
锰过氧化物酶(MnP)普遍存在于白腐菌的各个菌种 中．与 LiP 一样它的催化循环也需要由 H2O2启 动．不同 之处在于，它以木质素组织中广泛存在的
水地柔软，适口性明显改善；
可提高动物对饲料的消化， 并且已经突破了
秸秆仅用于反刍动物饲料的禁区， 对饲养猪、
鸡的实验效果已有报道．利用白腐真菌处理
秸秆能够快速、高质量地利用和转化秸秆资
源，扩1/2大8/2饲021料来源，减白少腐真环菌境的污研究染
10
侧耳、朱红密孔菌等。黄孢原毛平革菌已成为研究木质素 降解的模式株。白腐菌所分泌的木质素降解酶主要有 3 种， 即木质素过氧化酶、锰过氧化物酶和漆酶。
白腐菌在降解木材的过程中，在适宜的条件下，白腐菌菌
丝开始沿着细胞腔蔓延，主要集中在纹孔处。在 菌丝下细
胞壁被分解出一条沟槽，它可从细胞腔到复合胞间层，逐
②合成对木质素降解起作用的细胞外酶， 即木素过氧化物 酶、锰过氧化物酶和漆酶 3 种触发启动一系列自由基链反 应，使木素结构中的苯环发生单 电子氧化反应形成阳离子 基团，而后发生一系列自发反应而降解。
1/28/2021
白腐真菌的研究
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菌种及原理 木质素降解酶系
应用
木质素降解酶系
总结及结尾
木质素降解酶系
总结及结尾 11
简介
菌种及原理 木质素降解酶系
应用
应用
生物制浆
白腐菌的木素降解酶类能选择分解 植物秸秆中的木质素，使得生物制 浆成为可能．生物制浆是直接利用 微 生物降解纤维原料中的木质素， 分离出纤维，使之成为纸浆．这种 方法不仅能节约能耗，改善纸张的 物理性 能，还能减少污染，保护环 境，应用前景广阔