重组CotA漆酶的固定化及其在染料降解中的应用

【摘要】：本研究分别采用海藻酸钠—CaCl_2包埋法和氧化石墨烯(Graphene Oxide,GO)—nFe_3O_4吸附法以及这两种混合材料对重组CotA漆酶进行固定,并且对三种固定化漆酶进行比较。结果显示包埋法、吸附法和混合材料法对CotA漆酶的固定率分别为33.25%、92.46%和100%。对固定漆酶和游离漆酶进行酶学性质研究,表明分别以ABTS、SGZ和DMP为底物所测定的三种固定化漆酶和游离漆酶的最适pH都不相同,不同材料对漆酶的固定化导致最适pH的迁移;固定化漆酶的pH稳定性相比于游离漆酶明显增加。三种固定化漆酶和游离漆酶的最适温度都为60℃,固定化并没有增加漆酶的温度稳定性,三种固定化漆酶比游离漆酶的温度稳定性低。三种固定化漆酶对金属离子、酶抑制剂、去垢剂和有机溶剂都有很高的耐受性。5 U/L的三种固定化漆酶和游离漆酶对活性亮蓝、刚果红、孔雀石绿和靛蓝四种染料的降解研究表明:固定化漆酶对染料的降解作用比游离漆酶的效果要好,其中固定化材料的吸附作用对于染料的移除起到很大的作用。三种固定化漆酶和游离漆酶对孔雀石绿和靛蓝的降解作用差别不大,在2 h内即都达到97%以上。混合材料固定法对活性亮蓝和刚果红的降解效率最高,分别为95.99%和97.81%;包埋法、吸附法和游离漆酶对活性亮蓝的降解率分别为88%、48%和80%;对刚果红的降解率分别为96%、84%和82%;包埋法对染料的降解效果明显高于吸附法。通过对固定化漆酶降解染料重复使用次数的研究,发现混合材料固定化漆酶在分别循环使用第10次和第20次时对活性亮蓝和刚果红的降解率分别为60.65%和67.08%;循环使用第50次时,对孔雀石绿和靛蓝的降解率分别保持在97%和94%。包埋固定化漆酶分别在对活性亮蓝和刚果红循环使用7次和18次后,降解率仍为60%以上;对孔雀石绿和靛蓝的降解在循环使用50次时降解率仍保持在90%以上。吸附法固定漆酶的重复使用潜能相对较低,在分别使用第3次和第4次时对活性亮蓝的刚果红的降解率分别低至24%和51%;分别使用第17次和第13次时对孔雀石绿和靛蓝的降解率分别为66%和49%。由此可见,在连续重复使用之后,包埋法固定化漆酶和混合材料固定化漆酶仍能保持很高的降解作用和稳定性。这种高重复使用潜能在工业应用中对染料废水的处理有良好的应用前景。