腐植酸通过聚集作用抑制漆酶催化系统的性能机制研究

本研究揭示了腐植酸(HA)通过形成微米级聚集体包裹漆酶(laccase)的新机制，显著抑制了漆酶(-介体)系统对ABTS、蒽(anthracene)和甲基橙(MO)等污染物的催化降解。通过分子对接、荧光散射等多技术验证，阐明了HA除已知的底物螯合、自由基淬灭作用外，其物理聚集效应是导致催化效率降低的关键因素，为环境修复中漆酶系统的优化应用提供理论依据。

　　

亮点

腐植酸(HA)通过多种机制干扰漆酶(laccase)催化系统，其半数抑制浓度(EC₅₀)低至5-51 mg/L。研究发现HA与漆酶形成微米级聚集体，首次揭示这种物理封装是导致催化效率下降的核心机制。

讨论

本研究证实HA对环境相关浓度的漆酶系统具有普遍抑制作用。通过对比固定化/游离HA实验发现：

1. 底物螯合：高浓度HA(>20 mg/L)会吸附疏水性蒽(anthracene)，但对亲水性甲基橙(MO)无影响；

2. 自由基淬灭：利用化学生成的ABTS自由基证实HA具有清除自由基能力；

3. 铜螯合排除：添加铜/钙离子及金属螯合剂实验排除了HA结合漆酶活性中心铜离子的假说；

4. 创新发现：动态光散射和显微镜显示HA与漆酶形成1-10 μm的聚集体，分子对接表明HA通过疏水相互作用包裹酶分子。

这些发现为理解天然有机物(NOM)对氧化还原酶的干扰提供了新视角，对设计高效生物修复系统具有重要意义。