戊二醛交联法制备壳聚糖固定化酶的改进研究

壳聚糖是由是虾、蟹壳蛋白中提取的一种氨基多糖（２氨基１,４-β葡聚糖）,呈网状结构,由于其来源丰富,制备简单,化学性质稳定,耐热和具有良好的机械性能,是固定化酶的良好载体,在医药及工业上有着广阔的应用前景^[1].为此探索酶固定化方法,提高酶利用率,活性回收率,提高稳定性和使用周期是固定化酶研究的重要课题。戊二醛交联法是制备固定化酶常用的方法,为防止戊二醛直接和载体分子中氨基间可能会发生的交联反应,本文采用醛基保护改进戊二醛交联法制备了壳聚糖固定化酶,并对其酶利用率,活性回收率进行了观察和比较。     

一种固定化酶的新载体——对氨基苯砜乙基(ABSE-)交联琼脂

1.8%琼脂经环氧氯丙烷交联后,在碱性条件下与对β-硫酸酯乙砜基苯胺(SESA)反应制得了对氨基苯磺酰乙基-(ABSE)-交联琼脂。醚化反应最适pH是10。控制SESA加入量制得含有107～1216微克分子苯胺基/克干重琼脂载体。2.ABSE-交联琼脂经重氮化后可在pH6.4～8.0偶联核酸酶P_1,每克琼脂可结合105～120毫克核酸酶P_1,固定化酶活力为4280单位/克干重固定化酶。活力回收可达18～35%。3.偶联时硫酸铵的存在可稍微提高固定化核酸酶P_1的活力,但其稳定性却比对照的差。4.载体上苯胺基含量过多会不利于所固定化的酶显示活力,用α-萘酚封闭残留的苯胺基,可以明显增加固定化酶的稳定性。     

一种固定化酶的新载体——对氨基苯砜乙基(ABSE-)交联琼脂

1.8%琼脂经环氧氯丙烷交联后,在碱性条件下与对β-硫酸酯乙砜基苯胺(SESA)反应制得了对氨基苯磺酰乙基-(ABSE)-交联琼脂。醚化反应最适pH 是10。控制SESA 加入量制得含有107～1216微克分子苯胺基/克干重琼脂载体。2.ABSE-交联琼脂经重氮化后可在pH6.4～8.0偶联核酸酶P_1,每克琼脂可结合105～120毫克核酸酶P_1,固定化酶活力为4280单位/克干重固定化酶。活力回收可达18～35%。3.偶联时硫酸铵的存在可稍微提高固定化核酸酶P_1的活力,但其稳定性却比对照的差。4.载体上苯胺基含量过多会不利于所固定化的酶显示活力;用α-萘酚封闭残留的苯胺基,可以明显增加固定化酶的稳定性。     

海藻糖合成酶活性受固定化处理过程影响的研究*

在麦芽糖苷基海藻糖合成酶(MTSase)和麦芽糖苷基海藻糖水解酶(MTHase)双酶的作用下,淀粉可转化为海藻糖,但是其转化率较低。中采用多种固定化载体进行酶固定化研究,发现通过经戊二醛与壳聚糖交联后的载体与酶液作用,可吸附与海藻糖合成无关的杂酶和杂质,从而提高海藻糖合成酶的活性。通过比较固定化过程中与反应条件中多个因素的影响,得到了如下最佳作用条件：将酶液与经3％戊二醛交联18h后的滤纸作用18h,再与10％的淀粉溶液反应9h,与未经固定化作用比较,海藻糖的产率提高10倍,达到27．22g／L转化率从5．33％提升到54．43％。     

固定化β淀粉酶的制备及其性质

对β-硫酸酯乙飘基苯胺(SESA)与环氧氯丙烷交联琼脂糖反应,制得对氨基苯砜乙基(ABSE)交联琼脂糖,经重氯化后与β-淀粉酶偶联制成固定化酶。研究了载体的苯胺基含量、PH)、巯基乙醇等因素对酶偶联反应的影响。尤其是巯基乙醇的存在,可使固定化酶活力明显提高。固定化酶活力可达120u／ml,活力回收为38％,相对活力为45％。固定化β-淀粉酶的最适pH和最遗温度与自然酶相似,以可溶性淀粉为底物时,固定化酶的米氏常数是自然酶(Km=0．0057(％))的8倍。将固定化酶装柱,连续水解可溶性淀粉,在45℃下连续操作;50天后,酶活力未见下降,在50℃下28天后,还保留活力50%左右。     

帆布固定化脂肪酶及其性能的研究

研究了用高碘酸钠氧化帆布纤维,使其纤维衍生化成为醛基,与脂肪酶交联进行固定化的过程。通过醛基被交联程度来评价交联过程的优劣。首先对纤维的氧化过程进行了简单优化,进而通过反复交联法与酶蛋白交联。以大豆油和橄榄油水解作为固定化酶的性能评价指标。实验结果表明,通过采用反复交联的方法,可提高载体表面酶蛋白质量分数30％左右。酶活力平均达到4U／cm^2,其对温度、pH的耐受性相比游离酶均有不同程度提高。同时利用油脂在固定化酶过程对酶进行保护,使其对温度、pH等的耐受性进一步增强。在维持较高水解率条件下,可在温和条件下连续反应7批,反应半衰期达140h以上。     

乙二醇缩水甘油醚交联海藻酸钠-羧甲基纤维素钠固定化脂肪酶

以海藻酸钠、羧甲基纤维素钠(CMC)为载体,分别以乙二醇缩水甘油醚(EGDE)和戊二醛为交联剂,采用包埋交联法对脂肪酶进行固定化,结果显示EGDE的交联效果要优于戊二醛,添加EGDE的固定化酶酶活最好。得到制备固定化酶的最优方案为海藻酸钠2.5%,CMC浓度1.5%,给酶量800U/ml复配载体,氯化钙5%,以0.02%的EGDE交联固定30min,由此制备得到酶活约为380 U/g的固定化酶,酶活收率约为50.09%。固定化酶的最适反应p H为8.5,比游离酶增大0.5个单位;最适反应温度是45℃,比游离酶提高5℃;耐热性能变好,且重复使用7次后仍能保持60%左右的相对酶酶活。     

高分子膜载体固定化木瓜蛋白酶

在浸润条件下,以0.5%(v/v)戊二醛交联的高分子膜尼龙载体固定化木瓜蛋白酶。对固定化条件进行了优化,比较了固定化酶与游离酶的酶学参数。结果表明,4℃、pH6.0条件下,将膜载体浸润于2mg/mL酶液中5h,固定化酶活为303.4U/g。固定化酶最适反应pH为6.0～7.0,最适反应温度为65℃。其pH稳定性、热稳定性均比游离酶高。     

羊毛防毡缩用蛋白酶的化学修饰

为减少防毡缩整理中蛋白酶对羊毛纤维主体结构的破坏作用,分别研究了戊二醛、微生物谷氨酰胺转氨酶(MTG)和水溶性碳二亚胺(EDC)对蛋白酶Savinase 16L的化学修饰,以期达到增大蛋白酶分子量,从而将水解作用限制在纤维表面的目的。主要通过体积排阻色谱、SDS-PAGE谱图以及荧光光谱研究修饰酶的分子量和结构变化。结果表明,戊二醛不能对蛋白酶分子进行有效修饰;MTG会被蛋白酶水解,无法催化酶分子间发生共价交联;而碳二亚胺既可以使蛋白酶分子间发生交联,又能将含有伯胺基的大分子修饰剂偶联到酶分子上。     

壳聚糖球固定化酵母细胞的研究

以戊二醛为交联剂,将壳聚糖球交联引入醛基,然后将交联的壳聚糖球浸泡在酵母细胞悬浮液中,制备了固定化酵母细胞壳聚糖球。以苯乙酮酸为底物,催化合成了D-扁桃酸。最优固定化条件是戊二醛的质量分数w(GA)=1%,酵母细胞与交联壳聚糖球的质量比m(Y):m(CB)0=0.5,交联时间为6h,固定化时间为18h,底物浓度为10mmol/L,在此条件下反应最大转化率和产物光学纯度分别高达67.86%和98.05?。固定化酵母壳聚糖球具有良好的重复使用性和贮存稳定性。     

壳聚糖载体的制备及脲酶的固定化研究

以甲壳素为原料,制备出壳聚糖载体,并对脲酶进行固定化。通过测量悬挂醛基探讨了交联条件对载体性能的影响,优化了脲酶的固定化条件,研究了固定化酶的酶学性质,并与游离酶进行了比较。结果表明。制备载体的最优条件是将微球用6％的戊二醛活化2h,最佳联酶条件是载体与脲酶共反应1h。该固定化酶的最适温度为65℃,最适pH值为6．6,米氏常数为0．009mol／L,较游离酶均有较大改善。热稳定性较游离酶有很大的提高,且具有良好的操作稳定性。     

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。     

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。     

魔芋葡甘露聚糖固定化环糊精葡基转移酶的研究

本文报道将魔芋葡甘露聚糖(简称KGM),经不溶性处理和一定的化学修饰活化作固定化载体,用共价键合法固定化环糊精葡基转移酶(简称CGTase)。其中,用表氯醇-已二胺-戊二醛修饰活化的KGM载体固定化CGTase效果最好,偶联蛋白质多在20mg/g载体以上,酶活500～900u/g载体之间,最高可超过52mg/g和1300u/g载体。固定化CGTase在pH5和pH10呈两个酶活峰值,最适温度60℃。以淀粉为底物批式连续反应,转化率均在90％以上。     

枯草芽孢杆菌FM208849产果胶酶的固定化及酶学性质研究

为了提高游离果胶酶的稳定性,对罗布麻脱胶具有特异性的枯草芽孢杆菌(FM208849)进行产果胶酶发酵时,采用交联酶聚集体(CLEAs)技术制备固定化果胶酶,并对交联果胶酶聚集体的制备条件、酶学性质进行研究。结果表明,游离果胶酶经80%饱和硫酸铵沉淀后,在30℃,经4%的戊二醛溶液交联135 min,所形成的交联果胶酶聚集体的活回收率为61.5%,其最适反应温度45℃和最适pH10,在对交联果胶酶聚集体的热稳定性和有机溶剂稳定性分析中,均显示了比游离酶更高的稳定性。     

介质表面修饰对蛋白质芯片固定率和反应性的影响

评价最常用的二种玻璃表面修饰方法对蛋白质芯片质量的影响．选择蛋白质的固定效率、反应性作为检测指标,对戊二醛修饰法和多聚赖氨酸修饰法进行比较,由机械手将探针蛋白质分别固定在两种玻片上,靶蛋白用荧光染料Cy3标记,两种修饰方法的芯片均可使蛋白质保持较好的固定效率和反应活性．由共价键偶联的醛基修饰玻片制备的蛋白质芯片不仅有更高的反应活性,而且图象佳,但背景偏高、用醛基修饰的玻片制备蛋白质芯片是较理想的选择、     

基于金属有机框架的固定化酰胺酶制备及催化合成(S)-4-氟苯甘氨酸

以微水溶剂热法快速制备的稳定锆基金属有机框架为载体,戊二醛为交联剂,采用交联法对酰胺酶进行固定化,考察了不同条件对酰胺酶固定化效率的影响。结果表明,戊二醛浓度为1.0%、交联时间为180 min、载体与酶的质量比为8︰1,固定化效率最佳,固定化酶活力回收率达86.4%,蛋白负载量达115.3 mg/g。固定化酶最适温度为40 ℃,最适pH值为9.0,在40 ℃下半衰期为72.2 d,该固定化酶的Km为58.32 mmol/L,Vmax为16.23 μmol/(min·mg),kcat为1 670 s–1。此外,考察了固定化酶催化合成 (S)-4-氟苯甘氨酸的工艺：最适底物浓度300 mmol/L,固定化酶用量10 g/L,反应时间180 min,在最佳反应条件下转化率达49.9%,对映体过量 (Enantiomeric excess,e.e.) 为99.9%。进一步考察了该固定化酶分批催化反应性能,重复使用20批次后,固定化酶活力仍保留95.8%。     

虫酰肼及其衍生物0593对家蚕的毒性及作用机理

为明确虫酰肼衍生物0593对家蚕Bombyx mori的毒性,本研究采用食下毒叶法测定了虫酰肼及其衍生物0593对家蚕的毒性,观察了亚致死浓度下对家蚕生长发育的影响,并测定了虫酰肼及其衍生物0593对家蚕幼虫体内保护酶的影响,对虫酰肼0593的作用机理进行了初步探索。结果表明：虫酰肼及其衍生物0593对2龄家蚕96 h的LC₅₀值分别为1.2863和0.3364 mg·L^-1,属高毒级药剂;虫酰肼及其衍生物0593在亚致死剂量下对家蚕的生长发育有明显的不利性,可使幼虫历期缩短0.5～2 d;处理组眠期体重、全茧量、蛹重和化蛹率与对照相比均显著降低;对4龄幼虫体内多酚氧化酶和几丁质酶也有较明显影响,虫酰肼及其衍生物0593处理家蚕,处理后6 h对体内多酚氧化酶有明显激活作用,12 h后表现出显著的抑制作用;虫酰肼及其衍生物0593对家蚕体内几丁质酶均有激活作用。0593对保护酶的影响较虫酰肼明显。结果提示虫酰肼及其衍生物0593对家蚕毒性高,对其生长发育和保护酶类均有不利性,不适合在桑园及其周边农田使用。     

三种蛋白质生物素化化学方法的比较研究

本文以N-羟基丁二酰亚胺(N-Hydroxy succinimide,NHS)活化酯偶联法原理为基础，探究结晶偶联法、反应液直接偶联法及二环己基碳二亚胺(dicyclohexylcarbodiimide,DCC)偶联法之间的优劣。旨在为实验室安全有效、快捷便利地进行蛋白质生物素化提供更优选择。分别用上述三种方法对牛血清白蛋白(bovine albumin,BSA)进行生物素偶联实验，用SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-polyacrylamide gel electrophoresis,SDS-PAGE)以及紫外波谱扫描特征吸收峰鉴定偶联产物，用凝胶成像系统及Image Lab软件操作系统测定偶联产物相对分子质量，以此确定偶联比。结合上述定性、定量结果对三种偶联方法进行评价。结果显示，三种方法均可以将生物素偶联到BSA上。结晶偶联法首先通过化学合成活化酯并结晶，产率为37.28%，熔点为214～217，偶联比为8.9，单次反应成本128.71元；直接偶联法偶联比为7.0，单次反应成本34.01元；DCC偶联法偶联比为2.2，单次反应成本33.81元。综上可知，反应液直接偶联法相较于结...     

D-泛解酸内酯水解酶的固定化及酶学性质

为有效提高D-泛解酸内酯水解酶的利用效率,笔者选择合适的载体对酶进行固定化,在优化固定化条件的同时研究固定化酶的最佳反应条件和酶学性质。结果表明,选择的最佳固定化载体为树脂D380,最佳固定化条件为:酶的吸附添加量为30 U(以1 g湿树脂计),吸附pH 7.0,吸附温度30℃,吸附时间5 h,戊二醛体积分数0.1%,交联时间1 h。在最优条件下得到的固定化酶的比酶活为(11.5±0.12) U/g。固定化酶的最适反应温度为37℃,最适反应pH为7.5。游离酶和固定化酶的动力学常数K_m分别为170.25和207.60 mmol/L。Ca~(2+)对酶促反应有激活作用,Mn~(2+)对该酶有较强的抑制作用。