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雌二醇降解菌多食鞘氨醇ED4产酶条件优化及酶学性质研究
作 者: 王飞
导 师: 张丽
学 校: 南京理工大学
专 业: 生物化工
关键词: 雌二醇降解酶 产酶条件 响应面法 酶学性质
分类号: TQ925
类 型: 硕士论文
年 份: 2014年
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内容摘要
雌激素是一种在自然界中普遍存在的污染物,其具有危害大、难降解等特点,如何有效的去除环境中的雌激素污染,且不造成二次污染,成为人们亟待解决的问题。本文以实验室筛选保藏的雌二醇降解菌ED4为出发菌株,优化产酶条件,利用超声波破碎法提取雌二醇降解酶,并对其的降解机理和酶学性质做进一步的研究。通过降解酶定位实验确定雌二醇降解酶属于胞内酶。利用单因素实验优化雌二醇降解菌Sphingo. multivorum. ED4的产酶条件,发现在添加1%的葡萄糖为补充碳源、蛋白胨为氮源的产酶培养基中,设置培养温度为30℃,初始pH为7.0,种子活化时间为24h,接种量为2%,将菌株培养72h后,ED4产酶量最大,酶活力达到1.425IU/mL,相比优化前的酶活提高了1.223倍。利用超声波破碎法提取ED4雌二醇降解酶,通过单因素实验确定破碎时间、破碎功率和菌体浓度对超声破碎效果的影响,结合Design-expert8.0.7.1软件做进一步进行响应面法优化破碎条件,确定最佳的超声破碎条件是:破碎功率400W、破碎时间29min、菌体浓度为188mg/mL,在此条件下得到雌二醇降解酶酶活力为1.477IU/mL。关于酶学性质的研究确定,雌二醇降解酶的最适pH为7.0,最适反应温度为30℃,当储存条件的pH为7.0~8.0、温度范围为30~35℃时,有较好的稳定性。考察金属离子对酶促反应的影响发现,Al3+和Sn2+等离子对酶促反应有抑制作用,而Mg2+和Ca2+等离子在不同程度上促进雌二醇酶解反应的进行。并通过气相-质谱联用仪检测到E2醇的中间代谢产物:E1和2-羟基-2-己烯二酸,推测E2醇可能的代谢途径。
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全文目录
摘要 5-6 Abstract 6-7 目录 7-9 1 绪论 9-18 1.1 环境中甾体雌激素的概述 9-11 1.1.1 甾体雌激素的危害 9-10 1.1.2 环境中雌激素污染来源 10 1.1.3 环境中雌激素的污染现状 10-11 1.2 检测、去除环境中的雌激素污染 11-14 1.2.1 甾体雌激素的检测 11-13 1.2.2 甾体雌激素的去除 13-14 1.3 生物法去除环境中的微量雌激素 14-16 1.3.1 降解雌激素的微生物 14-15 1.3.2 雌激素降解机理 15-16 1.4 课题来源与目的 16-18 1.4.1 课题来源和背景 16-17 1.4.2 主要研究内容 17-18 2 雌二醇降解菌产酶条件的优化 18-31 2.1 实验材料 18-20 2.1.1 菌种来源 18 2.1.2 储备液和培养基的配置 18 2.1.3 实验仪器和药品 18-20 2.2 实验方法 20-21 2.2.1 菌种活化 20 2.2.2 粗酶液的制备 20 2.2.3 培养液中菌体生物量的测定 20 2.2.4 产酶条件优化实验 20-21 2.3 分析方法 21-22 2.3.1 酶活力测定 21 2.3.2 高效液相色谱(HPLC)分析 21-22 2.3.3 E2标准曲线的制作 22 2.4 结果与讨论 22-30 2.4.1 不同补充碳源对ED4产酶量的影响 22-24 2.4.2 不同氮源对ED4产酶量的影响 24-25 2.4.3 培养温度对ED4产酶量的影响 25-26 2.4.4 起始pH对ED4产酶量的影响 26-27 2.4.5 接种量对ED4产酶量的影响 27-28 2.4.6 种子活化时间对ED4产酶量的影响 28-29 2.4.7 ED4降解菌产酶时程分析 29-30 2.5 本章小结 30-31 3 超声波破碎法提取E2醇降解酶条件的优化 31-40 3.1 实验仪器、材料 31 3.2 实验方法 31-32 3.2.1 降解菌的培养和酶活力测定 31 3.2.2 单因素超声波破碎条件的研究 31-32 3.2.3 响应面法优化超声波破碎法提取E2醇降解酶条件 32 3.3 结果与分析 32-39 3.3.1 单因素超声波破碎条件的研究 32-34 3.3.2 雌二醇降解酶超声波破碎条件的优化 34-39 3.4 本章小结 39-40 4 雌二醇降解酶酶学性质及降解机理的初步研究 40-49 4.1 实验方法及步骤 40-41 4.1.1 粗酶液的制备及酶活力的测定 40 4.1.2 E2醇降解酶酶学性质的初步研究 40-41 4.1.3 E2降解机理的初探 41 4.2 结果与讨论 41-47 4.2.1 E2醇降解酶酶学性质的初步研究 41-45 4.2.2 金属离子对E2醇降解酶的影响 45-46 4.2.3 E2降解机理的初探 46-47 4.3 结论 47-49 5 结论与建议 49-51 5.1 全文总结 49-50 5.2 建议 50-51 致谢 51-52 参考文献 52-58
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中图分类: > 工业技术 > 化学工业 > 其他化学工业 > 发酵工业 > 酶制剂(酵素)
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