木质素的降解是可再生性木质纤维材料综合利用的关键难点,木质素生物降解机制尚未得到阐明,已发现的各种木素降解酶类均难于直接进入植物细胞壁,实现对大分子天然木素的有效降解,推测微生物可能分泌一些可穿透木材表面微孔的低分子量化合物,启动天然木素的降解,并调控木素降解酶的活力。课题组最近在白腐菌黄孢原毛平革菌的次级代谢产物中,发现一种新型具有酚氧化酶活性的小分子多肽物质P-factor(phenolox
木素是自然界中含量最丰富的可再生性有机资源之一,其生物降解构成自然界碳素循环的限速步骤。黄孢原毛平革菌能彻底降解木素,但是其降解机制仍未阐明。研究发现各类木素降解酶难以实现对天然木素的彻底降解。本研究以黄孢原毛平革菌胞外培养液中分子量5000 Da以下的低分子系统为研究对象,通过一系列分离纯化步骤,从其中获得三种参与木素降解的新型低分子量物质,分别命名为Pc factor(Pc 因子)、Pc reducer(Pc 还原因子)和MnP promoter(MnP 促进因子)。这三种物质功能各具特色,Pc factor 具有酚氧化活性,Pc reducer具有还原某些自由基的性质,MnP promoter则具有促进MnP活力的功能,采用紫外可见光谱(UV-Vis)、红外光谱(FT-IR)、质谱(MS)、核磁共振(NMR)、电子自旋共振(ESR)等方法探索了其结构与性质,研究了它们在木素生物降解中的作用,并进一步做了组建胞外可连续降解木素的氧化还原体系的探索。研究结果丰富了白腐菌的木质素降解体系,深化了低分子活性物质参与木质素生物降解的机制,对实现木质纤维素材料的综合利用有重要的指导意义。