溶剂冻析结晶法纯化溶菌酶研究

来源 :四川轻化工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zpshwx
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溶菌酶又被称为胞壁质酶、球蛋白G,N-乙酞堡壁质聚糖水解酶,是一种碱性蛋白质。广泛存在于禽类蛋清、人类眼泪、人乳、鼻涕、蜜蜂、蚜虫、无花果、枯草芽孢杆菌等中。溶菌酶的用途十分广泛,可作为安全的食品防腐剂,在食品工业中,可以将溶菌酶添加到奶粉中,增强婴儿免疫力。此外高纯度的溶菌酶还可以用作药物,有抗菌、抗病毒、止血、消肿及加快组织恢复等功能。随着溶菌酶的应用范围及需求量的增大,人们对其活性与纯度的要求也变得越来越高。现有的溶菌酶提取方法,如色谱法、盐析沉淀法、蒸发沉淀法等,存在投资大、操作成本高、操作时间长、温度高或盐用量大等缺点,从而限制了这类产业的发展。因此,需要发展新的溶菌酶分离提纯的方法。溶剂冻析结晶技术是一种近年来发展起来的很有潜力的满足工业蛋白质纯化要求的新技术。本研究将采用该方法来对溶菌酶进行结晶纯化。首先,搭建了溶剂冻析结晶系统。该系统主要由一个可控制温度的指状换热器(称为冷指)及结晶容器组成,冷指的温度由可编程循环水浴控制。在实验过程中,将冷指放在结晶溶液中,通过可编程循环水浴将冷指温度控制在溶液冰点之下,使溶菌酶溶液中的溶剂水冻结在冷指上,溶液得到浓缩,进而达到期望的过饱和度,使溶菌酶结晶。经过多次实验验证该系统能够用于溶菌酶的溶剂冻析操作。其次,本论文利用来源于鸡蛋清的商业粗溶菌酶(食品添加剂溶菌酶)绘制了结晶伪相图。首先,通过配置蛋白质结晶试剂盒对溶菌酶的结晶条件进行筛选;然后,依据筛选的结晶条件,配置不同p H值、盐浓度、蛋白质浓度的结晶试剂盒,在不同温度下进行结晶,绘制出粗溶菌酶结晶的伪相图,即寻找到溶菌酶结晶的亚稳区、形核区和不饱和区。之后在伪相图的指导下,以出现亚稳区的结晶条件为基本条件,进行溶剂冻析结晶条件的最优工艺参数的确定。通过单因素和正交实验确定的溶剂冻析结晶法最优实验条件为:溶菌酶溶液浓度5.5mg/m L,溶液p H值为4.4,冷冻平均速率为0.567K/h,在266K下的冷冻持续时间为14h。将得到的溶菌酶结晶样品进行SDS-PAGE电泳检测,结果表明溶菌酶纯度超过95%,结晶回收率在50%左右。在溶菌酶活性检测的过程中,将微球菌作为底物,来检测溶菌酶活性,结果表明,结晶前溶菌酶粉末活性为1770U/mg,结晶冷冻干燥后活性为7020U/mg。在本文最后一章中,将首次采用新鲜鸡蛋清为原料,作为天然的蛋白质混合物,进行溶菌酶的结晶纯化,利用已经建立好的溶剂冻析结晶体系,将预处理的蛋清进行溶剂冻析,成功的将溶菌酶从鸡蛋清中结晶出来。再利用重结晶,获得了高纯度高活性的溶菌酶,晶体质量较好,形状规则,其尺寸为50μm,结晶回收率为42%,与购买的商业溶菌酶相比,其活性更高。最后再将重结晶冻析后获得的溶菌酶进行抑菌试验,结果表明溶菌酶对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌有明显的抑制作用。通过本研究证明了溶剂冻析结晶技术在结晶纯化溶菌酶方面的潜力。
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