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基于仿生矿化固定化脂肪酶研究

作　者: 马翠丽
导　师: 王静云
学　校: 大连理工大学
专　业: 生物化工
关键词: 仿生矿化细胞色素C 精蛋白氧化钛氧化锆包埋脂肪酶 (RS)-苯乙醇
分类号: TQ925.6
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

在室温、常压、中性pH条件下,利用生物大分子模板诱导合成无机氧化物的仿生矿化过程为酶固定化提供了新的途径。脂肪酶不仅能够在水溶液中催化甘油三酯水解,也能够在有机相中催化具有手性选择的酯化和转酯化等反应,在药物合成等领域具有广泛的应用前景。本论文将仿生矿化过程用于脂肪酶固定化,主要研究内容及结果如下：考察了不同蛋白对Ti-BALDH和K2ZrF6水溶液诱导合成氧化钛、氧化锆的作用,其中对细胞色素C为诱导蛋白进行了详细研究,这是第一次将细胞色素C用于仿生矿化过程合成氧化钛、氧化锆。SEM、TEM、XRD表明由细胞色素C诱导合成的氧化钛、氧化锆均为无定形的球形粒子。通过改变反应体系pH、温度等条件调控氧化物粒子的形貌和大小,阐述了细胞色素C在诱导合成氧化钛、氧化锆过程中的作用。将仿生钛化过程用于脂肪酶固定化,固定化的最优条件为：5mg/mL精蛋白为诱导剂,pH7.5,0.05mol/L磷酸盐缓冲液为溶剂,脂肪酶用量6mg/mL,0.25mol/LTi-BALDH(钛前驱体),固定化酶包埋率达到70.1%,酶活回收率20.3%。游离酶和仿生钛化固定化脂肪酶最适pH分别为pH 7.0和pH 8.0,最适温度分别37℃和45℃,同时固定化酶显示了良好的pH、温度、储存和重复使用稳定性。将仿生锆化过程用于脂肪酶的固定化,最优的固定化条件为：20mg/mL精蛋白为诱导剂,在pH6.5,70mmol/L磷酸盐缓冲液、5mg/mL脂肪酶、0.01MK2ZrF6,酶包埋率为70%,固定化酶活力为0.15U/mg。经仿生锆化固定化后,脂肪酶的温度、pH和储存稳定性都有了很大提高,重复使用6次后,固定化脂肪酶仍保持最初酶活的60%以上。将仿生锆化固定脂肪酶用于在有机相溶剂中催化(RS)-苯乙醇动力学拆分。最优反应条件为：正辛烷为溶剂,底物浓度为0.1M(RS)-苯乙醇、0.2M乙酸乙烯酯,反应体积2mL,温度50℃,酶量70mg,转速180rpm,反应48h,此条件下转化率和ees分别达到49.9%和99.9%。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
引言  9-10
1 文献综述  10-26
  1.1 脂肪酶  10-16
    1.1.1 脂肪酶概述  10
    1.1.2 脂肪酶的固定化  10-14
    1.1.3 固定化脂肪酶催化(RS)-1-苯乙醇拆分研究进展  14-16
  1.2 仿生矿化与酶固定化研究  16-24
    1.2.1 生物矿化  16-17
    1.2.2 仿生矿化研究概况  17-21
    1.2.3 仿生矿化在酶固定化的应用  21-24
  1.3 立题背景及意义  24-25
  1.4 本课题研究内容  25-26
2 仿生矿化(钛化、锆化)机理研究  26-39
  2.1 引言  26
  2.2 材料与方法  26-28
    2.2.1 实验试剂  26-27
    2.2.2 实验仪器  27
    2.2.3 实验方法  27-28
  2.3 结果与讨论  28-37
    2.3.1 仿生合成氧化钛  28-33
    2.3.2 仿生锆化过程机理研究  33-37
  2.4 本章小结  37-39
3 仿生钛化法用于固定化脂肪酶的研究  39-50
  3.1 引言  39
  3.2 实验材料与方法  39-42
    3.2.1 实验材料与试剂  39-40
    3.2.2 实验仪器  40
    3.2.3 实验方法  40-42
  3.3 结果与讨论  42-48
    3.3.1 仿生钛化法固定化脂肪酶条件优化  42-46
    3.3.2 固定化脂肪酶酶学性质研究  46-48
  3.4 本章小结  48-50
4 仿生锆化用于固定化脂肪酶的研究  50-68
  4.1 引言  50
  4.2 材料与方法  50-54
    4.2.1 实验材料与试剂  50-51
    4.2.2 实验仪器  51
    4.2.3 主要实验方法  51-54
  4.3 结果与讨论  54-67
    4.3.1 仿生锆化用于脂肪酶固定化条件优化  54-57
    4.3.2 仿生锆化合成固定化脂肪酶的表征和机理研究  57-60
    4.3.3 仿生锆化固定化脂肪酶的性质研究  60-63
    4.3.4 固定化脂肪酶在拆分(RS)-1-苯乙醇中的应用  63-67
  4.4 本章小结  67-68
结论  68-69
参考文献  69-79
攻读硕士学位期间发表学术论文情况  79-80
致谢  80-81

基于仿生矿化固定化脂肪酶研究

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