poly C和poly Ⅰ酶促合成条件的研究

本文报道了影响酶促合成poly C 的主要因素,找出了合成poly C 的适宜反应条件。聚合率达72.4%,poly C 的沉降常数为8.8S。采用正交设计法研究了影响酶促合成poly I 的九个因素在四个位级上的相互关系,并求出了合成poly I 的最适反应条件。聚合率为72.0%。同时还研究了控制poly I 分子大小的途径;当反应系统相对粘度显最大值后中止反应,此时poly I 的沉降常数为11S。上述反应的特点是利用大肠杆菌的PNPase 粗酶液,而且用酶量少,产率高。在合成poly I时运用了Ca~( )和Mn~( )离子的特殊作用,达到了用粗酶液合成大分子产物的目的。实践证明,这些方法为生产药用poly I:C 提供了可行的工艺路线。     

一种制备poly(Ⅰ)·poly(C)-滤纸的新方法

poly(1)·poly(C)-滤纸是一种亲和材料,可以用来吸附与双链核酸有亲和力的酶或蛋白。本文介绍用对-β硫酸酯乙砜基苯胺为活化剂制备poly(I)·poly(C)-滤纸的方法。poly(I)·poly(C)的结合容量为10—35μg/cm~2,用来吸附兔网织红细胞裂解液中2’-5’A合成酶效果良好。在一定范围内,酶活与被吸附裂解液量呈线性关系,说明可以用来定量检测未知样品中与poly(I)·poly(C)有亲和力的酶。poly(I)·poly(C)-滤纸在-20℃保存四个月亲和能力不变。本方法与文献报道的方法相比,操作简便试剂易得。     

微囊藻毒素降解菌的筛选、鉴定及其胞内粗酶液对藻毒素MCLR的降解

【目的】从巢湖底泥中分离筛选高效的藻毒素降解菌,并初步研究其胞内粗酶液降解藻毒素-LR(MC-LR)的特性,为水体中藻毒素污染的微生物治理提供有效的菌源与理论依据。【方法】利用富集驯化培养技术,以MC-LR为唯一碳源,分离筛选MC-LR降解菌,通过形态观察、生理生化实验及16S rRNA序列分析鉴定菌株,并考察其胞内粗酶液在不同条件下对MC-LR的降解特性。【结果】分离得到1株能高效降解MC-LR的菌株M6。分子鉴定结果表明,该菌株为蜡状芽胞杆菌(Bacillus cereus)。其降解MC-LR的活性物质为胞内酶,而且至少有3种酶参与了MC-LR的降解,它们是菌体本身的组织酶而非诱导酶。当反应体系pH值为8.0,胞内粗酶液浓度为404.9 mg/L,MC-LR的初始浓度为10 mg/L时降解率最高,16 h可达98.7%。【结论】分离出的MC-LR降解菌为蜡状芽胞杆菌,该菌株对MC-LR有较高的降解能力,并且酶促反应受到反应体系的pH值、胞内粗酶液浓度以及藻毒素初始浓度等因素的影响。     

高选择性不对称还原N,N-二甲基-3-酮-3-(2-噻吩)-1-丙胺的重组氧化还原酶催化性质及其酶促转化

【目的】通过表达多种重组立体选择性氧化还原酶,分析其催化不对称还原N,N-二甲基-3-酮-3-(2-噻吩)-1-丙胺(DKTP)的性质,从而构建酶促合成(S)-N,N-二甲基-3-羟基-3-(2-噻吩)-1-丙胺(DHTP)的反应体系。【方法】基于已有立体选择性氧化还原酶重组大肠杆菌,通过Ni离子亲和层析法纯化得到重组氧化还原酶,以DKTP为底物,考察不同重组氧化还原酶对DKTP的催化活性和选择性,进一步对高选择性酶促合成(S)-DHTP的重组酶CR2进行性质分析,并考察其在最适条件下不对称还原DKTP的过程。【结果】筛选获得产物构型为(S)-型的催化活性最高的酶为CR2,该酶米氏常数Km为0.135 mmol/L,kcat/Km为3.689 L/(mmol·s),最适p H 8.4(0.1 mol/L三乙醇胺缓冲液),最适反应温度为35°C,在10-45°C条件下和p H 7.5-8.5较为稳定,Zn2+离子对酶活有促进作用。CR2催化DKTP不对称还原反应6 h后,DHTP的产率达92.1%、光学纯度达99.9%。【结论】基于活性和选择性分析,获得不对称还原DKTP的目标酶CR2,其催化特性有利于高立体选择性还原DKTP生成度洛西汀中间体(S)-DHTP,从而为进一步提高酶促不对称还原DKTP的转化效率提供研究基础。     

酶促聚合：绿色的高分子材料合成技术

以酶促聚合为代表的绿色高分子合成途径，以其反应条件温和、产物多分散性低、无金属催化剂残留、高度立体和区位选择性等优势，成为医用高分子材料合成领域中的研究热点。目前，氧化还原酶、水解酶、转移酶均成功应用于聚合反应，其中脂肪酶催化的缩聚反应及开环聚合反应研究最为广泛，同时，以可逆加成-断裂链转移聚合和原子转移自由基聚合为代表的酶促可逆失活自由基聚合得到了快速发展。针对酶促聚合中单体及合成产物结构与性能单一、应用范围有限等缺陷，基于酶促聚合与原子转移自由基聚合、开环易位聚合等反应的偶联，制备了多种不同结构与性能的聚合物材料，推动了上述材料在药物与基因递送领域中的应用。本文综述了脂肪酶催化聚合、酶促可逆失活自由基聚合、酶促化学偶联催化等方面的研究进展，并探讨了目前研究的局限性和未来研究方向。     

耐酸耐热α-淀粉酶高产菌株选育的初步研究

目的：从长期高温堆放的富含淀粉质的土壤里筛选高产α-淀粉酶的菌株并对及产酶条件和酶学性质进行研究。方法：采用平板筛选法获得目的菌株,用观察形态和基因组16S基因序列分析相结合的方法进行鉴定,通过单因素和正交实验确定最适产酶条件,并提取粗酶液研究酶反应条件。结果：得到高产α-淀粉酶的菌株Bacillussp.I15,最适产酶条件为：初始pH6.0,40℃培养时间36h。该酶最适反应温度为70℃,且具强耐热性,100℃下相对酶活性仍保持在78%以上;热稳定性高,且无Ca^2＋依赖性,100℃温育1h,酶活仍能保持66%;最适反应pH为7.0,且具有广谱耐酸性,在pH3.0～7.0之间相对酶活性均能保持在到67%以上。结论：Bacillussp.I15可高产耐热耐酸α-淀粉酶,具有良好的应用前景。     

几种离子液体的微波法合成及其对脂肪酶催化效果的影响

采用微波法合成9种目标离子液体,对中间体[Bmim]Br的合成条件及其离子液体对全细胞催化剂催化效果的影响进行考察.直接将产脂肪酶真菌粗状假丝酵母(Candida valida) T2细胞固定在聚氨酯颗粒中,制备固定化细胞催化剂,将其应用于合成离子液体介质中催化甲醇与大豆油酯交换反应制备生物柴油.结果表明:微波功率200 W下间隙照射100 s,中间体[Bmim]Br的收率达95.16%,有效地提高了离子液合成产率;在[Bmim]PF6离子液中固定化细胞酶催化转酯化反应30 h,大豆油的转化率达42%,反应效果较其他8种合成离子液体好;固定化细胞颗粒和[Bmim]PF6重复使用4次,其油脂转化率和酶活保持率分别达到29%和69%,表现出较好的催化反应稳定性.     

一株霉菌产木聚糖酶固态发酵培养基的优化及酶学性质研究

对一株霉菌B45固态发酵产木聚糖酶的培养基组分进行优化,通过单因素实验观察了不同碳源、氮源、无机盐、水料比4种因素对产木聚糖酶的影响,确定了4种最佳的单因素成分。在单因素的基础上,再通过正交实验确定了所试因素的最佳组合,并对其粗酶的酶学性质进行了研究。结果表明,在培养基组分为玉米芯与麸皮的比例=7∶3,硫酸铵为1.5%,KH2PO4为0.8%,水料比为2.1∶1时,得到的酶活力最高,产酶量可达1 079.93 U/g。其粗酶液的最适反应温度为60℃,最适反应pH为5,在pH5～pH6的范围内酶活性较稳定。但粗酶液的热稳定较差,在40℃条件下酶活力开始下降,当温度升至70℃时酶活力损失85%以上。     

拟康宁木霉对甲基橙废水的酶促降解研究

利用驯化获得的拟康宁木霉菌(Trichoderma koningii)处理甲基橙废水,以脱色率为指标探讨了反应时间、初始甲基橙浓度、pH、葡萄糖用量、不同培养时间等培养因素对拟康宁木霉生长前期降解甲基橙废水效果的影响;在较优条件下以脱色率为指标,探讨了酶在pH、温度、酶液投加量、初始甲基橙浓度、反应时间等条件下的酶促降解反应;并通过正交试验验证其脱色降解甲基橙染料的最佳反应条件,为染料废水的处理提供试验基础。试验表明,培养过程中拟康宁木霉菌降解甲基橙废水的最适条件为初始甲基橙浓度30 mg/L,培养时间72 h,葡萄糖浓度25 g/L,pH 6.5。在较优培养条件下提取的酶,在酶液投加量为0.6 mL,温度为25℃,pH为7.0,处理时间为6 h的处理条件下,其降解率可达85.48%,脱色效果较明显。本研究为拟康宁木霉对甲基橙染料废水的酶促降解条件提供了参考。     

重组大肠杆菌产蔗糖磷酸化酶的酶学性质及其催化合成α-熊果苷

利用重组大肠杆菌Escherichia coli Rosetta(DE3)/pET-SPase发酵生产蔗糖磷酸化酶(EC 2.4.1.7,Sucrose phosphorylase,SPase)。收集的菌体经高压破碎后离心得到粗酶液,通过镍NTA亲和层析、超滤除盐后得到电泳纯的SPase,纯化后的SPase的比酶活是原来的2.1倍,酶活回收率达到82.7%。经SDS-PAGE电泳测定,重组SPase的分子量约为59 kDa。该酶在不高于37℃,pH 6.0~6.7的条件下比较稳定,最适催化温度与最适催化pH分别为37℃,pH 6.7,该酶对蔗糖的米氏常数(Km)为7.3 mmol/L,最大反应速率(Vmax)为0.2μmol/(min.mg)。此外文中还以蔗糖和氢醌为底物,利用重组SPase催化合成α-熊果苷。其最佳反应条件为:20%蔗糖,200 U/mL的酶液,1.6%氢醌,pH 6.0~6.5,25℃,反应21 h。α-熊果苷的摩尔产率为78.3%,α-熊果苷的产量为31 g/L。     

荧光假单胞菌脂肪酶固定化及催化制备生物柴油的工艺研究

研究了不同因素对制备固定化荧光假单胞菌脂肪酶的影响及固定化酶的酶学性质,并初步探讨了利用该固定化酶制备生物柴油的工艺。以海藻酸钠明胶为复合载体,采用包埋法制备固定化荧光假单胞菌脂肪酶,考察了载酶量、颗粒直径等因子对固定化效果的影响,并用制备的固定化酶进行了酶促酯交换合成生物柴油的工艺研究,考察了反应条件如酶量、反应温度、甲醇流加方式、醇油比等因素对甲酯得率的影响。试验结果表明,制备固定化荧光假单胞菌脂肪酶的最优条件为:每克载体给酶量为300 IU,选用6号注射器针头(内径为0.5 mm);通过酯交换,催化大豆油合成生物柴油的最佳反应工艺参数为:固定化酶25%,醇油比4:1,含水量6%,反应温度40℃;此条件下反应35 h后,甲酯的最高得率可达82%。     

酶法转化DL-ATC合成L-半胱氨酸的酶促反应条件研究

目的:考察酶源保存方式、酶促反应时间、底物pH值、底物浓度、酶浓度、金属离子等因素对酶活力的影响。方法:以假单胞菌(Pseudomonassp.)TS1138为供试菌株,采用酸式茚三酮法测定L-半胱氨酸含量,研究了酶法转化DL-ATC合成L-半胱氨酸的酶促反应条件。结果:TS1138菌株中L-半胱氨酸脱巯基酶具有较高的活性,而且Mg2 、Mn2 、Fe2 、Zn2 、Cu2 等5种金属离子对DL-ATC水解酶酶系有不同程度的抑制,其中Cu2 对该酶系的抑制作用很大。结论:确定了TS1138菌株酶法转化DL-ATC合成L-半胱氨酸的最适酶促反应条件,为酶促反应动力学的研究奠定了基础。     

细菌纤维素酶的酶学性质研究

对纤维素酶各组分的酶学性质进行研究,是提高生物法利用纤维素效率的关键。本研究以实验室筛选得到的产纤维素酶细菌为出发菌株,对其发酵粗酶液的纤维素酶酶学性质进行研究。以羧甲基纤维素钠为底物,所测内切葡聚糖苷酶活力为15.4 IU/ml,酶促动力学常数Km和Vmax分别为0.67 mg/ml和0.62 mg(ml·min)-1,以微晶纤维素为底物,其外切葡聚糖苷酶活力为29.9 IU/ml,酶促动力学常数Km和Vmax分别为0.95 mg/ml和0.38mg(ml·min)-1。两种酶的最适反应温度与p H相同,分别为55℃和p H7.2。     

藏羊肖氏隐孢子虫的分离鉴定

为了解隐孢子虫在藏羊中的感染情况,采用饱和蔗糖漂浮法检查34份藏羊新鲜粪便。通过巢式PCR扩增阳性分离株的18S rRNA、HSP70和CpA135位点基因,并采用限制性内切酶Ssp I和Vsp I对18S rRNA产物进行酶切分析。同时构建系统发育树,分析藏羊感染隐孢子虫类别。结果显示仅1只藏羊感染隐孢子虫,18S rRNA与Cryptosporidium xiaoi山羊分离株(GU553016)相似率为99.9%;HSP70与C.xiaoi绵羊分离株(FJ896041)相似率为98.7%;CpA135与C.ubiquitum人源分离株(HM358023)相似率为99.3%。18S rRNA产物经Ssp I酶切后获得3条条带493 bp、262 bp和103 bp,经Vsp I酶切后获得3条条带508 bp、181 bp和104 bp,与C.bovis酶切条带相似。基于18S rRNA和HSP70的系统发育分析显示,该分离株与C.xiaoi亲缘性最近。这是首次在藏羊体内发现肖氏隐孢子虫。     

探究pH值对3种生物材料中过氧化氢酶活性的影响

通过测量注射器内酶促反应前、后的气体变化量,研究了3种生物材料中过氧化氢酶的活性在pH值为6.2~8.0范围内的差异。结果表明,pH值对过氧化氢酶的活性有较大影响,在此范围内,酶的活性呈现先升高再降低的趋式。其中猪肝粗酶液、马铃薯块茎粗酶液以及酵母菌粗酶液中的过氧化氢酶活性分别在pH值为6.8、7.2和7.0时达到最强,在pH值为8.0时活性均最弱。     

生物法合成维生素C棕榈酸酯

研究了不同的脂肪酶在有机溶剂体系中催化合成L-维生素C棕榈酸酯的反应。针对维生素C在有机溶剂中溶解度较低这一问题,对催化合成维生素C棕榈酸酯反应的脂肪酶和反应介质进行比较,同时对影响合成维生素C棕榈酸酯反应的因素（温度、底物浓度、底物摩尔比、反应时间和酶量等）进行探讨,优化了反应条件：在10mL的丙酮中,1.094g棕榈酸与0.107g维生素C在酶量为20％（W/W, 固定化酶/维生素C）的固定化脂肪酶催化下,初始含0.4nm分子筛20%,温度为60℃,转速为200r/min,反应48h转化率可以达到80%,产物维生素C棕榈酸酯的浓度可达20g/L。     

褐藻胶降解菌株S10鉴定及产酶条件优化

探讨了褐藻胶降解菌株S10的生长条件及其对产褐藻胶降解酶活力的影响。以分离自海参肠道的褐藻胶降解菌株S10为研究对象，采用形态学观察结合16S rDNA序列分析，对菌株S10进行菌种鉴定并对其生理生化特性进行测定。以降解酶活力为指标，利用单因素、Plackett-Burman(PB)和响应面法对培养基成分和培养条件进行优化；最后对优化前后的菌株生长量、产酶活力和粗酶液稳定性进行分析。结果表明，菌株S10属于溶藻孤菌(Vibrio algindyticus);当pH 7、接种量2%(体积分数)、装液量150 mL、温度26℃、转速150 r/min、NaCl 3%(质量分数，下同)、海藻酸钠含量1.12%、硫酸铵含量0.44%、培养时间35.95 h条件下，褐藻胶降解酶活力最大(188.18 U/min)。优化后产酶活力提高30%;4℃低温更有利于该酶保存。综上，优化后的菌株S10产褐藻胶降解酶活力较高，能更好地用于降解褐藻胶，可为提高褐藻胶的利用率和进一步发掘褐藻胶寡糖的利用价值提供参考。     

关于酶促反应速度与酶促反应的初速度的教学

酶促反应速度是酶促反应动力学中的一个基本概念。一定条件下，酶催化反应的活力大小要由该反应条件下酶促反应速度来反映和确定：酶促反应速度越小，酶活力越小；反之，酶促反应速度越大，酶活力也越大。在研究底物浓度、酶浓度、温度、pH、激活剂、抑制剂等因素对酶活力的影响时，都必须测定酶促反应的速度。为了排除实验中存在的一些干扰，一个酶的酶促反应的速度要在酶促反应进行的初期测定，即测定所谓的酶促反应的初速度。在教学过程中，学生不易弄清楚酶促反应速度与酶促反应的初速度之间的关系。我们发现：当一般地问起酶反应速度在何时测定时，绝大多数学生都会回答在酶促反应的初期；而当问起酶促反应动力学中的v-[S]曲线(图1)上的酶促反应初速度在哪里和为什么时，却有相当一些学生指出在曲线的原点处做切线，切线的斜率就是；有的则指出是与1/2vmax相应的位置的速度值；个别的则指出是与vmax相应的位置的速度值。只有极少数学生指出曲线上的每一点相应的速度值都是酶促反应初速度所在。实际上，正确的答案应为曲线上的每一点相应的速度值均为该底物浓度[S]处的酶促反应初速度值。     

响应面法优化白头翁总黄酮提取工艺

采用无水乙醇C2H5OH/硫酸铵(NH4)2SO4双水相体系分离白头翁中的黄酮。确定双水相体系组成为21%C2H5OH/22%(NH4)2SO4,通过单因素试验和Box-Benhnken实验设计探讨黄酮粗提液质量分数、NaCl质量分数和pH值对萃取效果的影响。确定最佳萃取条件为:黄酮粗提液质量分数12.5%,NaCl质量分数1.5%,pH 5.99,在此条件下,白头翁总黄酮主要分布在上相,萃取率可达73.6%。     

灵芝漆酶催化直接耐晒翠蓝GL脱色条件的优化

采用灵芝菌株发酵所得的漆酶, 对酞菁类染料直接耐晒翠蓝GL进行了催化脱色实验, 确定了脱色反应的最适条件。结果表明: 单独使用灵芝漆酶粗酶液对直接耐晒翠蓝GL具有很好的脱色效果。其最适脱色pH为3.0, 最适脱色温度为40°C, 最适漆酶用量是40 U/mL, 最适染料浓度为60 mg/L。以上述最适脱色条件对直接耐晒翠蓝GL进行脱色实验, 反应70 min, 脱色率可达94.3%。研究结果显示, 所试灵芝漆酶在印染废水治理方面具有良好的应用前景。