谷氨酰胺转氨酶在脂肪酶稳定性改善中的应用

来源 :北京化工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:afraidboy
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
脂肪酶是工业应用中最为广泛的酶制剂之一,可应用于食品、洗涤剂、制药、皮革、纺织、化妆品、造纸工业和生物柴油等领域。天然的脂肪酶稳定性一般较差,而工业应用上在生产、运输、存储工程中对于酶的活性和稳定性都有一定的要求。因此需要对酶进行改造修饰从而提高酶的活性和稳定性。  在近些年的研究中,脂肪酶改性的方法主要有蛋白质工程(包括定向进化和理性设计)、脂肪酶的固定化(吸附法、共价结合法、包埋法)。这些方法都能够一定程度上有效的改善脂肪酶的性能。但是蛋白质工程耗时长,操作繁琐,而固定化需要考虑载体的选择和成本问题,因此我们希望通过一种简单有效的方法对脂肪酶进行改性修饰来达到我们预期的目的。谷氨酰胺转氨酶(TGase)是食品蛋白加工中常用的一种交联剂。它可以催化蛋白质或多肽的谷氨酸(Glu)的γ-羧酰胺残基和赖氨酸(Lys)的ε-氨基发生酰基转移反应,生成异肽键(ε-(γ-谷氨酰胺)-赖氨酸),从而使蛋白质分子之间或之内发生共价交联。谷氨酰胺转氨酶在食品加工中可以有效的改善食品蛋白的稳定性、溶解性、保水性等性质。而酶分子也是一种蛋白质,因此本论文将谷氨酰胺转酶应用于脂肪酶的改性修饰过程。  与戊二醛等传统化学交联剂相比,TGase安全、无毒且生物相容性好。研究过程中对TGase催化制备交联酶的条件进行了优化,并对交联体系中的保护蛋白进行了筛选,最后得出最优的反应条件为TGase添加量为120U/g lip,反应体系pH7(离子强度100mM),25℃,180rpm,反应24h,最适保护蛋白为明胶,添加量为脂肪酶∶明胶=2∶1。通过脂肪酶的热稳定实验,TGase催化制备的交联脂肪酶在50℃,1h条件下酶活基本没有损失,而游离脂肪酶在1h后,酶活保留率仅在20%左右,说明采用这种方式交联后可以有效改善酶的热稳定性。此外我们还选取了不同来源的脂肪酶(如lipase Mfrom Mucor Javanicus、lipase Gfrom Penicillium Camemberti、lipase Afrom Aspergillus niger、lipase from porcine pancreas等)利用此方法进行了改性修饰,证明了此方法具有一定的普适性。通过不伺的分析手段如电镜、荧光光谱、圆二色谱对交联脂肪酶进行了分析表征,通过电镜分析交联酶分子的尺寸变大,荧光光谱分析发现交联酶在400nm左右出现新的发射峰,圆二色谱分析交联酶的α-Helix解构有所减少。除了提高了脂肪酶的活性和稳定性,我们还发现脂肪酶的过氧化氢耐受性有了一定的提高,因此我们将交联脂肪酶应用于油酸的环氧化体系,转化率可达90%,而游离酶只能达到60%。
其他文献
污水处理厂处理污水过程中会产生大量的剩余污泥,污泥中含有大量有机物,如碳水化合物、蛋白质等。但污泥中的有机物大部分为细胞物质,这些有机物为细胞壁所包裹,难以被微生物所利
苯酚是化工、石油化工和制药等工业废水中最常见的难降解有机污染物。在过去的几十年,高级氧化技术已成为氧化降解废水中有机物和废水处理的有效技术。大多数氧化法都是基于产生的活性物种·OH自由基及SO4-自由基所具有的较高的氧化能力来降解有机物。过渡金属锰和钴活化过硫酸氢钾(PMS)产生活性物种可高效降解废水中的有机物。过渡金属锰和钴活化PMS非常有效,然而均相锰离子、钴离子催化会引起金属污染。本文以铈金