极端嗜盐菌Halomonas elongata新型漆酶的纯化表征及其在绿色合成水杨酸中的应用

本研究针对传统水杨酸化学合成法的高污染问题，从极端嗜盐菌Halomonas elongata中纯化获得新型漆酶（laccase），采用Cu@Fe2 O3 -NH2 @GA磁性纳米亲和层析技术实现单步纯化（比活性377.8 U mg?1 ），该酶在pH 9.0和1.5 mM NaCl条件下展现优异活性，成功催化水杨酸绿色合成（产率89.9%），为工业生物催化提供了耐盐碱、耐有机溶剂的环保型生物催化剂。

　　

在工业生物催化领域，极端环境微生物正成为新型酶制剂的宝库。传统化学法合成水杨酸（salicylic acid）依赖高温高压的Kolbe-Schmitt反应，不仅能耗高，还会产生大量酸碱废液。而酶法合成虽环保，却面临反应体系盐度高、有机溶剂比例大等挑战——常规酶在此条件下极易失活。这促使科学家将目光投向极端微生物，尤其是能耐受高盐、强碱环境的Halomonas elongata（嗜盐单胞菌）。该菌株通过合成ectoine（四氢嘧啶）等相容性溶质适应极端渗透压，其分泌的极端酶（extremozymes）具有非凡的环境稳定性。

德黑兰医科大学的研究团队从该菌株中成功分离出一种新型漆酶（laccase），通过创新设计的Cu@Fe₂
O₃
-NH₂
@GA杂化纳米花磁性亲和载体实现单步高效纯化，系统表征了其耐盐碱、耐有机溶剂的特性，并首次应用于水杨酸的绿色合成，成果发表于《International Journal of Biological Macromolecules》。

关键技术包括：（1）基于氨基功能化磁性纳米颗粒（Cu@Fe₂
O₃
-NH₂
）与没食子酸（GA）的亲和层析纯化；（2）以2,6-二甲氧基苯酚（DMP）为底物的酶活测定；（3）TEMPO（2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧基）介导的酶催化氧化体系优化；（4）高效液相色谱（HPLC）分析水杨酸产率。

【Purification & characterization】
采用Cu@Fe₂
O₃
-NH₂
@GA·HSs亲和层析，漆酶比活性提升96.9%至377.8 U mg^?1
，SDS-PAGE显示单一条带（~75 kDa）。该酶在pH 9.0和1.5 mM NaCl时活性最高，对DMSO、DMF等有机溶剂表现突出耐受性，在30%甲醇中孵育1小时仍保留80%以上活性。

【Conclusion】
该漆酶展现出三重极端耐受性：（1）高盐环境（1.5 mM NaCl）下活性增强；（2）碱性条件（pH 9.0）稳定；（3）有机溶剂体系保持催化效率。在水杨酸合成中，优化条件为：酶量325.9 U mL^?1
、TEMPO 15.8 mM、溶剂/缓冲液比36%、温度38.7°C，产率达89.9%，显著优于传统化学法。

这项研究的意义在于：（1）开发了新型纳米磁性亲和纯化技术，为极端酶分离提供新策略；（2）拓展了嗜盐菌漆酶在绿色化学中的应用边界；（3）为解决制药工业中高盐废水处理难题提供了酶法替代方案。通讯作者Mohammad Ali Faramarzi团队指出，该酶的polyextremophilic（多重极端耐受）特性使其特别适合含有机溶剂的工业反应体系，未来可延伸至类黄酮等高值化合物的生物合成。