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草酸氧化酶的催化及固载研究

作　者: 黄雪蕾
导　师: 张井岩
学　校: 华东理工大学
专　业: 化学生物技术与工程
关键词: 草酸氧化酶金属离子酶分子对接底物结合位点酶固载氧化石墨烯
分类号: O629.8
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

草酸氧化酶(Oxalate Oxidase,以下简称OxOx)能专一性地将草酸分解为CO2和H202,因此在诊断和治疗与草酸相关的疾病方面有着潜在的应用价值。关于OxOx的结构以及催化反应已有很多的研究报道,但是对其催化机理仍然有许多问题亟待解决。本文利用不同金属离子,如Cu2+,Fe2+,Fe3+,Mn2+,Zn2+等对OxOx的活性的影响,结合金属离子,特别是Fe3+的化学物理性质,利用OxOx的晶体结构,借助计算机模拟以及底物和酶的对接,以及圆二色谱等谱学手段,通过确定金属离子与OxOx结合的氨基酸残基,从而确定底物与酶结合的位点,为研究OxOx的催化机理及应用奠定了基础。此外,本文还选用具有二维结构的纳米材料氧化石墨烯(GO)和还原氧化石墨烯(RGO)作为固载基底材料,固载OxOx。系统地研究了固载体系催化性能和物理性质。研究表明氧化石墨烯和还原氧化石墨烯对OxOx有很好的固载能力,最大固载量约为1.7 mg OxOx/mg GO和6mgOxOx/mgRGO,远高于文献报道的值。固载后的OxOx的酶活和可溶酶几乎一致。RGO固载体系有着很好的重复利用性,使用10次后仍然保持原有的活性。此外,固载OxOx具有很好的热稳定性和更宽的pH适用范围。所以该体系具有广泛的应用前景。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-9
第一章前言  9-22
  1.1 草酸氧化酶概述  9-14
    1.1.1 草酸降解酶系  9-10
    1.1.2 草酸氧化酶结构  10-11
    1.1.3 草酸氧化酶催化机制  11-14
  1.2 分子对接  14-18
    1.2.1 分子对接原理  14-15
    1.2.2 分子对接方法  15-16
    1.2.3 分子对接方法及程序  16-18
    1.2.4 分子对接研究现状  18
  1.3 酶的固载  18-20
    1.3.1 固载酶的特点  18-19
    1.3.2 酶的固载方法  19-20
  1.4 本论文研究思路  20-22
第二章实验部分  22-34
  2.1 草酸氧化酶的纯化  22-24
    2.1.1 材料与试剂  22
    2.1.2 纯化步骤  22-24
  2.2 金属离子对草酸氧化酶活性的影响  24-31
    2.2.1 试剂与方法  24-28
    2.2.2 金属离子与草酸氧化酶作用的圆二色谱研究  28-30
    2.2.3 分子对接  30-31
  2.3 固载草酸氧化酶  31-34
    2.3.1 固载基质材料简介  31-32
    2.3.2 材料与方法  32
    2.3.3 固载量测定  32
    2.3.4 固载OxOx活性测定  32-34
第三章利用金属离子对草酸氧化酶活性的影响研究底物与酶的结合  34-44
  3.1 引言  34
  3.2 结果与讨论  34-43
    3.2.1 不同金属离子对OxOx的活性的影响  34-35
    3.2.2 不同金属离子浓度对OxOx的活性的影响  35-36
    3.2.3 Fe~(3+)对酶活测定方法的影响  36-37
    3.2.4 Fe~(3+)对OxOx的结构的影响  37-38
    3.2.5 Fe~(3+)的抑制类型考察  38-39
    3.2.6 分子对接模拟  39-43
  3.3 本章小结  43-44
第四章草酸氧化酶的固载研究  44-51
  4.1 引言  44
  4.2 结果与讨论  44-49
    4.2.1 固载量  44-45
    4.2.2 pH值对固载量的影响  45-46
    4.2.3 固载草酸氧化酶活性测定  46-47
    4.2.4 固载酶重复使用性  47
    4.2.5 温度对固载及游离酶活性影响  47-49
  4.3 本章小结  49-51
结论与展望  51-53
参考文献  53-59
实验仪器一览表  59-60
硕士期间发表论文  60-61
致谢  61

草酸氧化酶的催化及固载研究

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