蔗糖酯—蛋白质相互作用对脂肪酶催化酯交换反应的影响

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本文研究了醇溶液体系中蔗糖酯修饰猪胰脂酶(Porcine Pancreas Lipase,PPLipase)的条件,并在溶剂体系和无溶剂体系中考察了修饰酶催化酯交换的行为,还在溶剂体系中研究了S1170和S1670修饰的猪胰脂酶(S1170-PPLipase和S1670-PPLipase)催化酯交换反应的动力学特性。30℃下40min即可完成蔗糖酯对猪胰脂酶的修饰,但不同蔗糖酯修饰的最佳条件并不相同。S370修饰的最佳条件是添加量5%(m/m),醇水比1:3(v/v);S570修饰的最佳条件是添加量5%(m/m),醇水比1:2(v/v);S770修饰的最优条件是添加量15%(m/m),醇水比1:3(v/v);S970修饰的最优条件是添加量20%(m/m),醇水比1:3(v/v);S1170修饰的最优条件是添加量15%(m/m),醇水比1:3(v/v);S1670修饰的最优条件是添加量5%(m/m),醇水比1:3(v/v)。酶的热稳定性实验得出,六种蔗糖酯修饰的猪胰脂酶在40℃-80℃间催化反应活性都高于未修饰酶,在50℃-70℃间,修饰酶均有较好的催化活性。溶剂体系下,采用茶油与软脂酸为原料,考察修饰酶催化酯交换反应的规律。PPLipase的酯交换量随酶添加量的增加而增大;修饰酶的酯交换量均在4h内随着添加量的增加而增大,6h基本达到平衡,且此时酶添加量15%、20%、25%的酯交换量均能达到25.0%,PPLipase和修饰酶的最佳添加量均为15%。酶添加量15%时,修饰酶在50℃、60℃、70℃反应均能提高酯交换量,且相同酯交换量时,修饰酶的酰基位移率不高于PPLipase酰基位移率。无溶剂体系下酯交换结果表明:在60℃反应,修饰酶在添加量15%、20%、25%,反应4h后酯交换量基本不再变化,且相同酯交换量时,添加量15%时酰基位移率较小。PPLipase的酯交换量随酶添加量增加而增大,修饰酶与PPLipase的最佳酶添加量均为15%。酶添加量15%时,修饰酶在50℃、60℃、70℃反应均能提高催化的酯交换量,且相同温度下,修饰酶的酰基位移率不高于PPLipase酰基位移率。在溶剂体系下,采用OOO与P为反应底物,根据溶剂体系中物料平衡推导出反应体系各成分浓度与反应速率和反应时间的关系。由实验方程得出S1170-PPLipase催化反应的平均速率常数K=1.0×10-4[L2/(mmol h g酶)],S1670-PPLipase催化反应的平均速率常数K=8.0×10-5[L2/(mmol h g酶)], PPLipase催化反应的平均速率常数K=1.64×10-5[L2/(mmol h g酶)],根据方程对底物浓度进行预测,并对预测值进行验证,发现验证值与预测值吻合良好。
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