氨基载体共价结合固定化海洋假丝酵母脂肪酶

共价结合法是重要的工业酶固定化方法,利用稳定的共价键固定化工业酶,在载体和酶间形成多点共价连接,可以制备稳定性较好的固定化酶,更具有实际应用价值。利用氨基载体共价结合固定化海洋假丝酵母脂肪酶,采用较为廉价的戊二醛进行辅助交联,通过单因素和正交试验,确定最佳固定化条件为:25℃、pH5. 0、0. 1%戊二醛、0. 25g载体、交联0. 5h、固定化1h、加酶量为800U,最终得到的固定化酶酶活达到83. 01U/g。固定化脂肪酶的最适pH较游离酶向碱性方向偏移,最适反应温度提高10℃,固定化酶的热稳定性和酸碱稳定性比游离酶好且重复使用性和储存稳定性明显优于游离酶。同时发现交联剂是制备固定化脂肪酶的重要因素,因此探索新型交联剂对于固定化效果的提高具有重要意义,为海洋假丝酵母脂肪酶的固定化工艺技术和工业应用奠定了良好基础。     

糖化酶在丝素膜上的固定化及性质研究

利用丝素作糖化酶的固定化载体,应用包埋法和共价交联法两种方法,制备了固定化糖化酶丝素膜,研究结果表明,共价交联法制备的酶膜活力较高,且回收率可达50%以上;与溶液酶相比,固定化酶的最适温度提高了10℃,热稳定性与贮存稳定性也有了很大提高。     

葡萄糖氧化酶的有机相共价固定化

将葡萄糖氧化酶(GOD)在最适pH条件下冻干后,以戊二醛活化的壳聚糖为载体,分别在传统水相和1,4-二氧六环、乙醚、乙醇三种不同的有机相中进行共价固定化。通过比较水相固定化酶和有机相固定化酶的酶比活力、酶学性质及酶动力学参数,考察酶在有机相中的刚性特质对酶在共价固定化过程中保持酶活力的影响。结果表明,戊二醛浓度为0.1%、加酶量为80 mg/1 g载体、含水1.6%的1,4-二氧六环有机相固定化GOD与水相共价固定化GOD相比,酶比活力提高2.9倍,有效酶活回收率提高3倍;在连续使用7次后,1,4-二氧六环有机相固定化GOD的酶活力仍为相应水相固定化酶的3倍。在酶动力学参数方面,不论是表观米氏常数,最大反应速度还是转换数,1,4-二氧六环有机相固定化的GOD(Kmapp=5.63 mmol/L,Vmax=1.70μmol/(min.mgGOD),Kcat=0.304 s-1)都优于水相共价固定化GOD(Kmapp=7.33 mmol/L,Vmax=1.02μmol/(min.mg GOD),Kcat=0.221 s-1)。因此,相比于传统水相,GOD在合适的有机相中进行共价固定化可以获得具有更高酶活力和更优催化性质的固定化酶。该发现可能为酶蛋白在共价固定化时因构象改变而丢失生物活性的问题提供解决途径。     

环氧树脂固定化的Bacillus sp.DL-2胞外蛋白酶在拆分(±)-乙酸苏合香酯中的应用

环氧基是一个非常活跃的基团,它能与酶、蛋白质和核酸等生物分子发生反应形成共价键,有利于生物分子的固定化。经共价结合法固定化的酶其稳定性及重复使用性可得到显著提高。用环氧树脂ES-103B为载体采用共价结合法对海洋细菌Bacillus sp. DL-2的胞外蛋白酶进行固定化,经过单因素实验优化条件得出最优固定化条件为:p H 8. 0的胞外蛋白酶溶液,25 g/L的ES-103B,45℃下反应8h。采用此最优条件下的固定化酶拆分(±)-乙酸苏合香酯制备出了e. e. p=97. 5%的(R)-1-苯乙醇(产率为45. 0%)和e. e. s=99. 2%的(S)-乙酸苏合香酯(产率为83. 9%)。该固定化酶拆分(±)-乙酸苏合香酯在重复使用8次后制备出的(R)-1-苯乙醇的e. e. p仍大于90%,且固定化胞外蛋白酶在4℃下具有较好的储存稳定性。     

聚乙二醇二缩水甘油醚交联氨基载体LX-1000EA固定化脂肪酶 *

聚乙二醇二缩水甘油醚(PEGDGE)作为双功能环氧试剂,在实验中被用于交联氨基载体LX-1000EA共价固定化海洋脂肪酶,经过处理后的载体共价固定化脂肪酶具有良好的效果。实验经过单因素初筛和正交试验,得到最佳的交联及固定化条件为0.75%交联剂浓度、交联温度35℃、交联时间3h、载体量1.25g、pH9.0、固定化温度55℃、固定化时间1h。对LX-1000EA-PEGDGE固定化酶与游离酶、戊二醛(GA)交联LX-1000HA-GA的固定化酶进行酶学性质的比较,发现LX-1000EA- PEGDGE固定化酶较游离酶最适反应温度未改变,与LX-1000HA-GA相同的是最适反应pH都由7.0提高为8.0。在最适条件中所测LX-1000EA-PEGDGE酶活达到78.84U/g,固定化改变了游离酶的酸碱耐受性,热稳定性和操作稳定性较游离酶和LX-1000HA-GA固定化酶均有提高。LX-1000EA-PEGDGE的热稳定表现优异,在60℃孵育3h后保留90%酶活;使用5次后仍能残余50%酶活;保存30天酶活仍保留60%。首次使用新型双环氧交联剂PEGDGE交联有机氨基载体共价结合固定化脂肪酶,为更有效的固定化方法提供了技术支持,同时也发现交联剂对固定化酶的性质存在较大影响。     

氨基末端磁性载体固定化中性蛋白酶的研究

以氨基末端磁微粒为载体,用戊二醛作交联剂,通过共价交联结合法固定化AS1.398中性蛋白酶.可以制备出活力达45 000 U/g磁性固定化酶.探讨了该载体对中性蛋白酶的最适固定化条件,并对磁性固定化酶的热稳定性,储存稳定性、操作稳定性等进行了研究,确定了此载体对酶的固载能力大于200 mg/g（载体）,及固定化磁性酶最适pH为7.5, 最适温度为60℃等催化特性.     

多酶共固定化的研究进展

固定化酶技术是现代生物催化的核心技术。过去几十年里,固定化酶技术的研究主要集中在单酶固定化。近年来,多酶共固定化由于具有可增加反应的局部浓度、提高反应收率等优点而得到研究者的广泛关注。本文根据国内外研究现状并结合本实验研究从多酶非特异性共价共固定化、非特异性非共价共固定化、非共价包埋固定化以及位点特异性固定化四个方面阐述多酶固定化方法的研究进展,并分析和展望了其在工业上的应用前景。     

聚乙二醇二缩水甘油醚交联氨基载体LX-1000EA固定化脂肪酶

聚乙二醇二缩水甘油醚(PEGDGE)作为双功能环氧试剂,在实验中被用于交联氨基载体LX-1000EA共价固定化海洋脂肪酶,经过处理后的载体共价固定化脂肪酶具有良好的效果。实验经过单因素初筛和正交试验,得到最佳的交联及固定化条件为0. 75%交联剂浓度、交联温度35℃、交联时间3h、载体量1. 25g、pH9. 0、固定化温度55℃、固定化时间1h。对LX-1000EAPEGDGE固定化酶与游离酶、戊二醛(GA)交联LX-1000HA-GA的固定化酶进行酶学性质的比较,发现LX-1000EA-PEGDGE固定化酶较游离酶最适反应温度未改变,与LX-1000HA-GA相同的是最适反应pH都由7. 0提高为8. 0。在最适条件中所测LX-1000EA-PEGDGE酶活达到78. 84U/g,固定化改变了游离酶的酸碱耐受性,热稳定性和操作稳定性较游离酶和LX-1000HA-GA固定化酶均有提高。LX-1000EA-PEGDGE的热稳定表现优异,在60℃孵育3h后保留90%酶活;使用5次后仍能残余50%酶活;保存30天酶活仍保留60%。首次使用新型双环氧交联剂PEGDGE交联有机氨基载体共价结合固定化脂肪酶,为更有效的固定化方法提供了技术支持,同时也发现交联剂对固定化酶的性质存在较大影响。     

三乙醇胺基强碱性聚苯乙烯树脂共价固定胰酶的研究

用多孔强碱型三乙醇胺基聚苯乙烯阴离子交换树脂做为载体,用CNBr与载体上的多羟基作用共价偶联了胰酶。红外光谱表明:其共价偶联反应机理与用CNBr活化多糖类载体并接酶的机理相类似。最适偶联条件研究表明:CNBr用量增多,酶蛋白载量增加。但比活下降。偶联pH为10时,固定化酶有适宜的载量和较高的比活。由于胰酶水解蛋白反应释放出H~+质子,这些质子在载体内积累,使微环境内H~+质子浓度增加,进而使得固定化胰酶的pH—活性曲线在pH9～11范围内未出现下降。在变温和60℃恒温下对固定化酶的热稳定性测试表明:固相酶的热稳定性比天然酶的热稳定性有所提高。     

固定化细胞技术应用于啤酒、酒精生产

固定化细胞技术是生物工程技术的一个重要方面,该技术一般有几种方法即包埋法、交联法和载体结合法(如共价结合、离子结合、物理吸附),国内科研工作者已用国产卡拉胶制备固定化细胞生产葡萄糖、L-丙氨酸等多种产品,上海工业微生物研究所用海藻酸钙凝胶包埋酵母细胞快速发酵生产啤酒的实验成功。     

固定化酶载体研究进展

固定化酶技术的应用提高了酶的稳定性和重复使用性,为酶在工业上的大规模运用提供了条件,其中载体是固定化酶技术的关键环节之一,已成为固定化酶技术目前研究的热点。介绍了介孔材料、纳米材料、磁性材料、天然高分子材料在固定化酶领域的的优缺点、研究现状及其应用情况,综述了载体材料固定化酶研究过程中的分析表征手段,包括形貌分析、结构分析、元素分析、比表面积和孔径分析,并提出了固定化酶载体今后的研究方向,为固定化酶载体进一步的研究和合理利用提供参考。     

固定化克鲁维酵母Y-179外切菊粉酶的研究

鹰嘴豆孢克鲁维酵母(Kluveromyces cicerisporus Y-179)分泌的糖基化菊粉外切酶经高碘酸钠氧化其分子表面的糖链产生醛基,再共价结合于氨基型固定化载体ZH-HA上,固定化酶活力达到4 000 U/g湿载体。所制备的固定化酶在pH 3.5和70℃温度下表现出最大反应活性,该固定化酶pH稳定性和热稳定性较游离酶明显提高。固定化酶在分批式反应器中重复水解菊粉50批次,活力没有明显损失,表现出良好的工作稳定性。     

固定化酶:从策略到材料设计

酶是一种高效、高选择性、催化条件温和的绿色催化剂,在生物催化、生物传感、生物分离等领域具有广泛的应用价值。然而,游离酶的操作稳定性差、回收和再利用困难等缺点限制了其进一步应用。固定化酶技术应运而生,它的出现和发展为解决酶的工业化应用提供了优良的解决方案。本文中,笔者主要从酶的固定化方法、固定化酶的载体和固定化酶的应用这三方面详细介绍近几年固定化酶的研究现状,结合笔者所在课题组和国内外同行近年来的最新研究进展,重点总结了具有结构可调、孔隙率高、结晶度良好的金属-有机框架材料(MOFs)和共价有机框架材料(COFs)作为新型载体在固定化酶方面的研究进展。     

酶固定化技术及其在γ-谷氨酰转肽酶中的应用

γ-谷氨酰转肽酶是微生物体内一种结构特殊的异源二聚体酶,该酶能够将γ-谷氨酰基转移到其他氨基酸或肽类物质相关基团,它具有特殊的转肽、自转肽和水解三种催化反应。本研究综述通过吸附法、包埋法、交联法和共价结合法对γ-谷氨酰转肽酶进行固定化。该酶通过定点突变提高活性。它合成γ-谷氨酰基衍生物具有重要工业化应用前景。     

交联壳聚糖微球固定化β-葡萄糖苷酶工艺研究

目的:以戊二醛交联壳聚糖微球为载体,通过共价连接反应固定化β-葡萄糖苷酶.方法:以固定化酶比活和酶活回收率为目标,采用单因素方法优化固定化工艺、微球制备条件.结果:微球最佳制备条件:2.5%壳聚糖,2%乙酸,7.5%氢氧化钠,氢氧化钠:乙醇(v/v)=1:1.最佳固定化工艺为:0.1g壳聚糖微球在20mL 3%戊二醛溶液中50℃交联2h.加酶量为7 388mU/g干球,25℃吸附24h.固定化酶比活为6 188mU/g干球,酶活回收率为95.4%.结论:交联壳聚糖微球共价连接法可有效固定化β-葡萄糖苷酶.     

“构象记忆”的辣根过氧化物酶的微水相共价固定化

本研究利用酶在微水溶剂中的"构象记忆"特性,以壳聚糖微球为载体,以辣根过氧化物酶(Horseradish peroxidase,HRP)为研究对象,将HRP于活性构象下冻干"固定"后,在二氧六环:水=99:1(V/V)微水介质中与载体进行共价交联,同时与传统水介质中共价交联固定化的HRP进行比较。结果发现,两种介质中固定化HRP的最适温度都提高到60°C,最适pH均为6.5,而微水相中固定的酶活力损失较低,酶活比传统水相中固定的酶高6倍以上;70°C保温30min后,微水相中固定的酶保留75.42%的活力,而水相中固定的HRP仅存15.4%的活力;微水相中固定的HRP具有更好的操作稳定性和热稳定性,60°C下连续操作5次之后,微水相固定的HRP保留77.69%的酶活,而水相固定的HRP仅存16.67%的酶活;微水相中固定的HRP在苯酚的去除中表现得更具优势;微水相中共价交联制备的CS-HRP-SWCNTs/Au酶修饰电极对H2O2的响应信号比水相中共价固定的酶电极强2.5倍,灵敏度更高。本研究表明利用酶的"构象记忆"在微水介质中进行共价交联是固定化酶的一种可行方法,所制备的固定化酶具有更优良的性质。     

多孔纳米材料固定化酶研究进展

酶是一种天然生物催化剂,有催化效率高、底物选择性强和绿色环保等优点,但酶结构不稳定且重复利用率低,制约了其产业化应用。随着技术的发展,酶的固定化可以提高酶的活性和稳定性,为生物酶的工程化应用带来了新的机遇。多孔纳米材料具有比表面积大、孔隙率高、机械和化学性能稳定等特点和优异的成本效益,是理想的固定化酶载体。本文综述了近些年来金属有机框架、共价有机框架和多孔微球等纳米材料固定化酶的研究进展和应用,重点介绍了载体固定酶的方式,并总结了每种载体的特点,最后讨论了多孔纳米材料固定化酶面临的挑战和发展趋势。     

巨大芽孢杆菌青霉素G酰化酶在新型环氧载体ZH-HA上的固定化

巨大芽孢杆菌青霉素G酰化酶共价结合在新型环氧-氨基型载体ZH-HA 上,通过对酶浓度、固定化时间、pH以及缓冲液浓度等条件的考察,确定了最优固定化条件:50 mg比活力6000 U/g的巨大芽孢杆菌青霉素G酰化酶蛋白和1g ZH-HA悬浮于pH 9.01 mol/L磷酸缓冲液,室温搅拌6 h,制得固定化巨大芽孢杆菌青霉素G酰化酶,活力2126 U/g湿载体,活力回收率7.67%.比较研究了固定化酶与原酶性质,原酶最适温度45℃,最适pH为8.0.固定化酶则分别是50℃和9.0,分别比溶液酶偏移5℃、1.0个pH单位.经过40批连续水解青霉素G钾盐,固定化巨大芽孢杆菌青霉素酰化酶仍保持80%的活力,显示出良好的工作稳定性.     

固定化锤头状ribozyme的初步研究

用共价连接方式将专一切割苜蓿夜蛾核多角体病毒多角体蛋白ｍＲＮＡ片段的锤头状ｒｉｂｏｚｙｍｅ（ｈａｍｍｅｒｈｅａｄｒｉｂｏｚｙｍｅ）固定在ＳｅｐｈａｒｏｓｅＣＬ－４Ｂ上,ｒｉｂｏｚｙｍｅ与载体之间有１９个原子的距离,研究并比较了该固定化ｒｉｂｏｚｙｍｅ与游离（非固定化）ｒｉｂｏｚｙｍｅ的底物专一性、催化活性、最适反应温度以及热和保存稳定性。讨论了固定化ｒｉｂｏｚｙｍｅ与固定化酶在性质上的相似性以及固定化ｒｉｂｏｚｙｍｅ研究在理论和应用上的可能意义。     

固定化微生物技术在处理高浓度有机废水中的应用进展

本为首先概述了微生物固定化的主要特点和主要方法:吸附法、包埋法、包络法、交联法以及共价结合法;其次,介绍了目前固化微生物技术所采用载体选择的主要要求;最后,对当前固化微生物技术在高浓度有机废水中的应用进行了简单的说明,并对未来发展提出了展望。