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过氧化氢酶(Catalase, CAT)是一类广泛存在于植物、动物和微生物体内的末端氧化酶,专一分解过氧化氢。它是一类抗氧化剂,催化细胞内过氧化氢发生歧化反应,使之转化为氧气和水,防止细胞的过氧化。过氧化氢酶是在生物演化过程中建立起来的生物防御系统的关键酶之一,迄今它被广泛应用造纸、纺织、食品、医药、环保等行业。库拉索芦荟(Aloe barbadensis Miller)是一种多年生多肉质百合科的草本植物,它是一种集观赏、保健、美容、药用于一身的纯天然绿色植物。芦荟的汁液中含有丰富的维生素、氨基酸、蛋白质、多糖、活性酶以及对人体十分有益的微量元素。我们发现芦荟中过氧化氢酶含量丰富。而作为植物材料,芦荟的蛋白种类和含量较动物原料要少,分离纯化更简单。目前对芦荟过氧化氢酶的分离纯化未见报道。因此本文以芦荟叶片为原料,对过氧化氢酶的分离纯化、理化性质、酶促动力学性质、抑制剂以及功能基团的化学修饰等方面进行了研究,为工业规模化生产过氧化氢酶制品提供了参考。结果如下:1.芦荟过氧化氢酶的分离纯化采用硫酸铵分级沉淀,DEAE-Sepharose阴离子交换层析,CM-Sepharose阳离子交换层析和Sephacryl S-200凝胶层析对酶蛋白进行分离纯化,采用SDS-PAGE鉴定酶的纯度,获得电泳纯的过氧化氢酶,纯化倍数为228.05倍,酶活力回收率为14.10%,比活达17427.30U/mg。2.芦荟过氧化氢酶的性质研究理化性质研究表明,该酶的相对分子量为239.90kD,亚基相对分子量为60.60kD。推测该酶由4个相同亚基构成。该酶最适温度为45℃,最适pH值为7.5,以过氧化氢为底物测定该酶的表观Km为34mmol/L。3.金属离子及相关试剂的影响Ba2+、K+对过氧化氢酶有轻微的激活作用,Cu2+、Zn2+对过氧化氢酶有明显的抑制作用,Fe2+有一定的抑制作用,Li+、Na+、Mn2+、Ca2+、Mg2+对该酶基本无影响。抗坏血酸、尿素对芦荟过氧化氢酶无明显作用,EDTA、KSCN对芦荟过氧化氢酶有抑制作用,SDS和草酸对芦荟过氧化氢酶抑制作用较明显。4.芦荟过氧化氢酶的功能基团修饰功能基团修饰表明:二巯基苏糖醇(DTT)对该过氧化氢酶有极强的抑制作用,其次是氯胺-T (Chloramine-T),溴乙酸(BrAc)、乙酰丙酮(BD)、N-乙酰咪唑(NAI)以及顺丁烯二酸酐(Maleic anhydride)对芦荟过氧化氢酶的抑制作用不明显,氯汞苯甲酸(PCMB)、苯甲基磺酰氟(PMSF)对芦荟过氧化氢酶有一定的激活作用。