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《仿生固定化酶制備及其催化特性研究》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、摘要載體理性設(shè)計(jì)和制備是固定化酶領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)和前沿。本文借鑒酶在生物體中的存在形式，模仿細(xì)胞的多層結(jié)構(gòu)，通過成分仿生、功能仿生和過程仿生設(shè)計(jì)和制備了核殼結(jié)構(gòu)微囊，用于包埋D．D．葡萄糖醛酸苷酶(GUS)，催化天然成分黃芩苷的高值轉(zhuǎn)化。通過系統(tǒng)考察微囊液核、殼膜和雜化殼壁的結(jié)構(gòu)和制備條件對GUS活力和穩(wěn)定性的影響，嘗試提出仿生固定化酶載體的制備原則。首先，模仿細(xì)胞液的成分和功能選用三種具有不同電性的多糖(羧甲基纖維素鈉、甲基纖維素和羧甲基殼聚糖鈉)作為仿生微囊的液核，經(jīng)比較可知，與酶分子具有靜電排斥作用的多糖更有利于酶構(gòu)象、活力的維持和酶穩(wěn)定性的
2、提高；然后，模仿細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能構(gòu)建仿生微囊的殼膜。在適宜的制備條件下，多孔的海藻酸鈣殼膜可在保證底物和產(chǎn)物自由擴(kuò)散的同時(shí)，有效防止酶的泄漏；模仿硅藻細(xì)胞壁的形成過程和功能，首次利用精蛋白調(diào)控微囊表面的仿生硅化，形成規(guī)整的精蛋白／氧化硅雜化殼壁，完全抑制了微囊的溶脹，有效提高了微囊的重復(fù)使用穩(wěn)定性。此外，還首次研究了精蛋白在仿生硅化過程中的催化作用和模板作用，并對仿生硅化的機(jī)理進(jìn)行了初步探討。最終確定以羧甲基纖維素鈉為仿生微囊的液核，制備出具有海藻酸／精蛋白殼膜和精蛋8／氧化硅雜化殼壁的微囊(APSi微囊)，并用于包埋GUS，催化黃芩苷轉(zhuǎn)化為黃
3、芩素。其中羧甲基纖維素鈉液核能夠模仿GUS在生物體中的負(fù)電環(huán)境，提高GUS的活力和穩(wěn)定性，尤其是在酸性條件下的pH穩(wěn)定性和儲存穩(wěn)定性；海藻酸／精蛋白殼膜和精蛋白／氧化硅殼壁可實(shí)現(xiàn)GUS的高效包埋，防止GUS泄漏，同時(shí)提高了固定化GUS在堿性條件下的pH穩(wěn)定性和重復(fù)使用穩(wěn)定性。GUS在APSi微囊中的包埋率為69％，酶活力表現(xiàn)率為125％；在極端pH條件下，固定化GUS仍能維持85％以上的相對酶活力；儲存26天后固定化GUS的相對酶活力仍高于90％；重復(fù)使用10次，固定化GUS的酶活力仍無明顯下降：在37℃和pH7．0的條件下利用APSi微囊固定化
4、的GUS水解黃芩苷，所得黃芩素的產(chǎn)率高達(dá)73％。關(guān)鍵詞：仿生微囊；精蛋白；固定化13-D一葡萄糖醛酸苷酶；黃芩苷；黃芩素ABSTRACTThekeyproblemforenzymeimmobilizationistherationaldesignandpreparationofcarrier．Inthisstudy,acore—shellstructuredcapsulewasdesignedbymimickingthestructure，component，function，andformationprocessofmulti-layeredc
5、ell．p-D—glucuronidase(GUS)encapsulatedinthisbiomimeticcapsulewasutilizedfortheenzymaticconversionofbaicalintobaicalein．Thepreparationconditionsofcapsulecore，shellmembraneandshellwallweresystematicallyinvestigated，andtheireffectsontheactivityandstabilityofencapsulatedGUSwereex
6、tensivelystudied．Finally，theguidelineforefficientlypreparingcore—shellstructuredcapsulecarrierwastentativelyproposed．‘Thecationic，neutralandanionicpolysaccharideswereseparatelyactedastheliquidcoreofbiomimeticcapsulebymimickingthecomponentandfunctionofcellsap．Itwasfoundthatthe
7、electrostaticrepulsioninteractionbetweenthepolysaccharideCOreandtheenzymeenhancedtheenzymeactivityandstability．Theshellmembraneofbiomimeticcapsulewasthenfabricatedbymimickingthestructureandfunctionofcellmembrane．Undertheoptimumpreparationconditions，theporousCa—alginatemembran
8、eofthecapsulecouldnotonlyconfinetheenzymeinsidebutalsopermitthesubst
