海藻糖合成酶的固定化研究

来源 :江南大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:JK0803_wantao
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
海藻糖是一种非还原性二糖,具有良好的理化性质以及特殊的生物学特性,在众多领域日益发挥重要作用。海藻糖合成酶是一种分子内转糖基酶,能以麦芽糖为底物,通过转糖基作用一步法生成海藻糖,工艺简单、易于调控、底物价廉,是工业化生产海藻糖一条重要途径。酶作为生物催化剂,具有高效、专一的催化特性,广泛应用于诸多领域。但游离酶易失活、纯化困难、难以重复利用等,增加了工业化应用难度和成本。固定化酶的应用提高了酶稳定性、可重复利用、易于底物分离等特性,为生物酶制剂的应用提供了更广泛的应用。固定化海藻糖合成酶生产海藻糖,结合海藻糖合成酶的简易工艺与固定化技术的优良特性,为工业化生产海藻糖提供新的途径。本文目的在于寻找一种固定化酶制备简易、固定化酶学性质良好的固定化方法,为海藻糖生产提供有效可行方案。通过分析固定化缓冲液体系以及固定化酶操作稳定性等因素,选择适宜的缓冲液和载体;通过考察载体制备工艺、固定化条件、固定化酶酶学性质,分析固定化酶可使用性。结论如下:(1)分别以多孔氧化铝(A1203)、氧化钛(Ti02)、凹凸棒土、聚丙烯腈膜(PAN)四种不同孔径大小的多孔材料为载体,以磷酸氢二钠-柠檬酸、柠檬酸-柠檬酸钠、磷酸氢二钠-磷酸二氢钠、磷酸氢二钠-磷酸二氢钾缓冲液为缓冲体系,采用吸附法固定化海藻糖合成酶;结果表明,以磷酸氢二钠-柠檬酸溶液为酶制备缓冲液时,四种载体固定化酶均表现较好的酶活、比酶活;以聚丙烯腈膜为载体,重复操作十次仍保留初始酶活的78%,其余三种载体五次后均仅保留初始酶活的40%以下,因此,选择PAN膜为载体、磷酸氢二钠-柠檬酸为缓冲液。(2)采用相转化法制备聚丙烯腈膜,相转化制备工艺中聚合物浓度、蒸发时间、凝固浴温度、凝固浴浓度、制膜厚度等因素决定着膜材料孔径大小、空系数、机械性能等,材料孔径、孔隙数决定固定化效果,因此通过逐步改善制模工艺,分析对固定化效果的影响以及膜机械性能的变化。结果表明,制模工艺对固定化效果影响较小,综合固定化效果及膜机械性能,膜制备工艺为:聚丙烯腈质量分数15%、蒸发时间90 s、凝固浴温度25℃、凝固浴浓度10%、玻璃槽深度0.1 mm,此时,聚丙烯腈膜具有良好的机械性能和固定化效果。(3)以PAN膜为载体、磷酸氢二钠-柠檬酸为缓冲液,采用吸附法固定化海藻糖合成酶,对固定化酶条件进行优化。结果表明:最佳固定化条件为pH 7.6、温度35℃、给酶量0.1 mg·cm-2(游离酶含量:1.85 mg·mL-1、比酶活:1.19 U·mg-1)、时间3 h,固定化偶联率70.9%、酶活回收率50.21%,表现出良好的固定化效果;(4)固定化酶最适反应温度40℃,较游离酶提高10℃;固定化酶最适反应pH初始底物浓分别为7.4、200 g·L-1,在pH 5.4~8.0、20~50℃范围内均具有良好的酶活性;Ca2+、Zn2+、Fe2+、Mn2+等对酶活有激活作用,Cu2+具有轻微的抑制作用,Co2+、Al3+、 Ba2+、Mg2+、Ni2+对酶活基本无影响,较游离酶对金属离子耐受性增强;海藻糖最高含量为50.9%,副产物葡萄糖含量为9.1%;在最适条件下反应12 h为一批次反应,重复操作6次后仍保留初始酶活的64.4%,具有良好的操作稳定性。采用聚丙烯腈膜固定化海藻糖合成酶,具有以下优良特性:①相转化膜制备工艺简单、载体制备成本低,载体可重复利用;②采用粗酶液固定化,无需纯化,极大的降低酶成本;固定化酶制备只需要吸附3 h,方法简便、固定化成本低;③以膜材料为载体,载体形状可调,反应器设计灵活,对设备要求低,降低生产设备成本;④固定化酶副产物葡萄糖含量9.1%,在目前已报道的固定化酶研究中副产物含量最低。
其他文献
自仿测度μM,D是分形几何中研究的主要对象之一,其谱与非谱性质近年来受到人们的普遍关注.对于一些典型的分形如平面与空间上的Sierpinski垫其谱与非谱性质已经比较明确,能否
部分等距作为算子理论中一类重要的算子,在极分解定理中起着极其重要的作用.投影是一种特殊的部分等距算子,其具有谱结构简单、结构性质刻画简便等优点.因而国内外专家对投影
作为算子理论的重要课题之一,算子谱理论在近儿十年来发展迅速,而且在许多数学学科和物理学科中有着重要的作用.对正规算子的谱理论研究能够使人们深刻地了解正规算子的内部
羊栖菜是潮间带的大型海藻,对低渗胁迫有很强的耐受能力,养殖户发现将羊栖菜幼苗放淡水中1小时可有效去除一些有害的附生动植物。本文从生理生化和比较蛋白质组学两个方面解
图论是离散数学的一个重要研究分支,现实生活中很多实际问题都可以抽象成图,并应用图论的知识解决。图染色问题是图论中一个重要的研究方向,在理论和工程上很多组合优化、加
明末清初随着耶稣会士来华,传入的西方天文学成为当时中西方科学思想交流的重要内容。西方天文学以古希腊天文学体系为基础,与中国古代天文学有着不同的特征,其天文学观念也
茎瘤固氮根瘤菌ORS571能够在共生宿主根际、内生宿主根际及自生状态下生长及固氮,其感受外界信号的受体系统应当更为复杂多样,对其受体系统如何感应外界信号的研究国内外尚无
本文通过对周期受击陀螺系统本征态在相空间概率分布的研究发现在打击强度较弱时,即λ≤1,相空间是规则的,得到的分形维Df接近1,随着打击强度λ的增大,相空间开始变得混沌,分
如今计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)在各个领域都得到广泛应用,如汽车制造业、气象、航空航天、快速交通、化工等领域。现代高性能计算机的发展为大规模CFD
自从1977年实验上发现了b夸克以来,B物理就一直是重味物理研究的重点之一。目前B介子的两体强子衰变在实验测量和理论研究两个方面都已有大量的工作和成果。B介子物理的研究