论文部分内容阅读
超氧化物歧化酶是体内自由基主要清除剂之一,简称为SOD。现已证明树莓是富含SOD的水果资源。本文以树莓为原料,通过盐析、凝胶层析、离子交换和金属螯合亲和层析等步骤对树莓SOD进行纯化,对其部分性质进行研究。然后针对SOD作为药用酶的缺陷,对树莓SOD进行了化学修饰与固定化研究。这些为树莓SOD的进一步深入研究及其在药品、保健食品和化妆品的应用打下了一定基础。本试验主要结果如下:
第一,对抽提缓冲液的pH值、抽提体积和抽提次数进行优化,得出最佳的抽提条件:pH值为7.8,抽提体积为1.5倍,抽提次数为2次。同时,通过(NH<,4>)<,2>SO<,4>盐析沉淀实现分级分离,考察了不同(NH<,4>)<,2>SO<,4>饱和度沉淀的酶活力,得出(NH<,4>)<,2>SO<,4>饱和度为50%~90%时,能够达到最大酶活。
第二,利用凝胶层析初步纯化树莓SOI)。纯化条件:柱体1.6cm×60cm;磷酸盐缓冲液pH7.8、2.5mmol/L;流速0.3mL/min;每管收集3.0mL。经过SephadexG.100层析分离纯化得到3种SOD同工酶。分别通过DEAE-52层析和金属螯合亲和层析进一步对树莓SOD纯化,并比较两者纯化效果。DEAE-52层析纯化条件:柱体2.6cmx60cm;梯度洗脱液pH7.8、2.5mmol/L(250mL)~200mmol/L(250mL)磷酸盐缓冲液;流速0.7m12min;每管收集3.5mL。金属螯合亲和层析纯化条件:柱体1.0cmx40cm;离子载体0.1mol/LCuSO<,4>;柠檬酸缓冲液pH5.0、0.1mol/L;流速0.5mL/min;每管收集5mL。通过比较得出,金属螯合亲和层析比DEAE-52层析纯化SOD的回收率高20.4%,相对应的纯化倍数高119.4,因此金属螯合亲和层析更有利于SOD的进一步纯化。
第三,利用SOD活性染色和SDS.PAGE电泳进行纯度鉴定和亚基分子量测定。3种SOD均达到电泳纯;3种SOD的亚基分子量分别为:SOD Ⅰ为24000D,SODⅡ为22000D,SODⅢ为18000D。并对树莓SOD的理化性质进行研究,即SOD敏感性试验,最大紫外吸收峰和温度、pH值、离子强度及金属离子等因素对SOD的影响。3种酶最大紫外吸收峰均为280nm;均对:KCN和H<,2>O<,2>不敏感,说明这3种酶都属于Mn-SOD;SOD具有较好的温度稳定性,最适温度为40℃;在pH7.0~9.0范围内SOD相对酶活力较高,保持在80%左右,pH过高或过低SOD均易失活;3种SOD受离子强度的影响较小,金属离子Al<3+>、Cu<2+>、Mg<2+>、K<+>、Ca<2+>、Zn<2+>具有一定程度的激活作用,而pb<2+>、Fe<3+>、Sn<2+>则具有非常明显的抑制作用。
第四,应用4种氧化降解法,主要包括:H<,2>O<,2>法、HAC-H<,2>O<,2>法、H<,2>O<,2>-NaClO法和NaBO<,3>法,在优化条件下制备了4种低聚水溶性壳聚糖。用4种低聚水溶性壳聚糖对树莓SOD进行化学修饰,H<,2>O<,2>法制备的低聚水溶性壳聚糖作为修饰剂得到的修饰酶总活力较高,可达到712.38 U/mL。SOD经H<,2>O<,2>法制备的低聚水溶性壳聚糖修饰后,SOD氨基修饰率为59.27%,SOD活性保持率为63.12%。修饰SOD的温度稳定性、pH稳定性均明显提高,同时与天然SOD相比,修饰SOD的木瓜蛋白酶酶切耐受性明显增强。修饰酶的体外半衰期486.71h,天然酶的体外半衰期为94.27h,修饰酶的体外半衰期较天然酶体外半衰期延长了4倍。结果表明,低聚水溶性壳聚糖修饰SOD是可行的,并可作为一种较好的修饰SOD的化学修饰剂。
第五,本文对壳聚糖采取不同处理方法,对树莓SOD进行固定化,筛选出了较优的壳聚糖载体的制备方法,确定了壳聚糖粉固定化SOD制备的条件,并考察固定化SOD的酶学性质。结果表明,以壳聚糖为载体,戊二醛交联法制备固定化SOD,优化条件下活化中戊二醛浓度取0.4%制备的固定化酶,所得壳聚糖酶粉活力为192U/g,酶活回收率为34%,热稳定性和酸碱稳定性较天然酶有很大的提高,且具有良好的贮存稳定性,可实现固定化酶粉的反复使用,提高了利用率。