环氧化法固定化海因酶及性质研究

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由于D-型氨基酸具有自身显著的特性,它正在被广泛的应用于医药、食品等领域。D-海因酶是海因酶法生产D-型氨基酸的关键酶之一,海因酶法制备D-型氨基酸的工艺具有低成本,高效率的优点,非常适合工业生产的要求。且固定化D-海因酶比游离的D-海因酶更适合工业生产的连续操作。本文对Burkholderia cepecia njut01产D-海因酶,特别是固定化D-海因酶的性质进行了研究。具体研究内容如下:(1)纯化部分包括:菌悬液的配制,细胞破碎,(NH42SO4分级沉淀,Phenyl Sepharose CL-4B疏水作用层析,DEAE Sepharose FastFlow阴离子交换层析等步骤。纯化倍数19.94,活力收率30.95%。较好的活力回收率表明D-海因酶在此纯化过程中具有较好的稳定性。SDS-PAGE电泳可以确定D-海因酶的亚基分子量约为33KD左右。(2)通过对苄基海因(BH)和甲硫乙基海因(MH)两种底物进行转化,可以发现游离D-海因酶催化两种底物的最适温度略有不同,分别为40-45℃和50℃。游离D-海因酶对BH和MH的最大反应速率rmax分别为0.49 mmol/(L·min)和0.76 mmol/(L·min),Km分别为16.08 mmol/L和22.81 mmol/L,说明游离D-海因酶对BH的亲和力较强。游离D-海因酶对BH和MH的反应活化能分别为15.25KJ·mol-1和18.26 KJ·mol-1。可见提高温度对强化D-海因酶催化MH的效果较为明显。(3)选取蛋白浓度为0.2、0.5、1.0g/L的酶液分别与Eupergit C250L进行进行固定化,发现随着酶液蛋白浓度的提高,固定化过程的蛋白固定率上升,但酶活表现率并没有相应的上升,而是有所下降。(4)实验中选取24、48、72小时3个不同的固定化时间,对3种固定化酶分别进行操作稳定性实验。结果表明,经过12次转化后,固定化时间为24、48小时的固定化酶均开始有明显的失活现象,但是固定化时间为72小时的固定化酶则可以保持一个较为稳定的活性。而且固定化时间为72小时的固定化酶在转化20个批次后,活性仍能保持60%以上。(5)固定化D-海因酶对BH和MH的Km分别为1.10 mmol/L和2.70 mmol/L,分别为原来的1/15和1/8,说明酶分子和底物之间的亲和力得到了提高,最大反应速率rmax分别为0.013 mmol/(L·min)和0.021 mmol/(L·min)。固定化D-海因酶对BH和MH的反应活化能分别为16.14KJ·mol-1和18.14 KJ·mol-1,和游离D-海因酶催化两种
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