[發明專利]雙酚介體提高漆酶氧化木質素能力的方法

有效

• 申請號: 202110330327.5
• 申請日: 2021-03-29
• 公開（公告）號: CN113073123B
• 公開（公告）日: 2022-11-11
• 發明（設計）人: 趙一雷;陳煦
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: C12P19/04
• 分類號: C12P19/04;C12P1/00;C12N9/02;C07D221/18
• 代理公司: 上海交達專利事務所 31201
• 代理人: 王毓理;王錫麟

一種雙酚介體的漆酶氧化木質素能力方法，通過分子設計技術將雙酚化學結構引入介體與漆酶構建的漆酶介體體系(LMS)，隨后測試其介體性能。本發明提出含有2,2’?聯苯酚結構的天然化合物作為漆酶介體，成功在天然產物代謝產物庫中挖掘到一種目標天然雙酚介體，并證明了其介體性質，且應用于木質素模型物和磺酸木質素的催化氧化。

技術領域

本發明涉及的是一種生物化學領域的技術，具體是一種雙酚介體的漆酶氧化木質素的方法。

背景技術

漆酶(EC 1.10.3.2)是一種含銅的多酚氧化酶，屬于銅藍氧化酶。漆酶處理木質素時需要介體小分子的介入，以前介體常為人工合成化合物如ABTS和HBT，在規模化應用中存在二次化學污染的問題。因此在自然界中尋找高效環保的天然介體是近年來漆酶工業發展的方向之一，然而目前所證實的天然介體為單酚化合物，相比于單酚氧自由基，漆酶轉化雙酚雙自由基具有更高的氧化能力，在熱力學上占有優勢。本發明為一種雙酚綠色天然介體，結構新穎，類似雙酚結構介體分子未見報道先例。

發明內容

本發明針對現有漆酶介體體系技術存在的上述不足，提出一種雙酚介體的漆酶氧化木質素能力方法，在天然產物代謝產物庫中挖掘到一種目標天然雙酚介體，并證明了其介體性質，且應用于木質素模型物和磺酸木質素的催化氧化。

本發明是通過以下技術方案實現的：

本發明涉及一種用于處理木質素模型物和木質素的2,2’-聯苯酚結構天然介體提高漆酶氧化木質素能力的方法，通過分子設計技術將雙酚化學結構引入介體與漆酶構建的漆酶介體體系(LMS)，隨后測試其介體性能。

所述的漆酶介體系統含白腐菌(T.versicolor)漆酶，本LMS系統中漆酶濃度與介體的濃度比為1:20。

所述的介體系統中的介體為一種2,2’-聯苯酚結構的雙羥基天然代謝產物，其分子結構中兩個酚羥基處于相鄰的位置，具體名稱為：

(6aS)-2,10-dimethoxy-6,6-dimethyl-5,6,6a,7-tetrahydro-4H-dibenzo[de,g]quinolin-6-iu m-1,11-diol，該雙羥基天然代謝產物含有2,2’-聯苯酚目標結構

所述的分子設計技術是指：通過量子力學計算方法計算木質素熱解中雙羥基模型化合物進攻底物模型化合物的過程，結果顯示底物模型化合物產生新的自由基并和雙羥基模型化合物的自由基進行偶聯具有能量優勢-該反應顯著放熱且反應能壘小于+25kcal/mol。

所述的木質素熱解中雙羥基模型化合物進攻底物模型化合物的過程如下所示：

所述的漆酶介體體系是指：漆酶的介體為一小分子量的分子，在高值化木質素中起到電子傳遞的作用，有效地提升了漆酶催化效率，降低漆酶使用量和使用成本，提高底物適配性。

所述的測試，通過以下方式實現：0.010g漆酶溶于10mL pH4.5醋酸鈉-醋酸緩沖液，稱取0.0034g 2,2’-聯苯酚結構目標化合物溶于10mL二甲基甲酰胺(DMF)溶液，在反應體系中加入200μL漆酶溶液和40μL 2,2’-聯苯酚結構的化合物溶液，并用pH4.5醋酸鈉-醋酸緩沖液補齊至2mL。

所述的pH4.5醋酸鈉-醋酸緩沖液是加入1.5g醋酸鈉，并加入適量的醋酸通過pH計調pH至4.5。

本發明涉及一種基于上述漆酶介體體系的應用，將其用于木質素模型物和磺酸木質素的催化氧化。

所述的應用，具體為：將配制好的愈創木酚基甘油-β-愈創木基丙醚、1-(4-羥基-3,5-二甲氧基苯基)-2-(2-甲氧基苯氧基)丙烷-1,3-二醇或磺酸木質素溶液以0.3mM的濃度配比加入至含有漆酶與介體的緩沖液中，在37℃下進行振蕩反應。