本文關(guān)鍵詞：基于聚多巴胺的磁性納米生物催化劑高效催化二氫楊梅素�；ㄓ⑽模�

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【摘要】：脂肪酶是一種三�；视退饷�,目前廣泛用于油脂化學(xué)、食品、有機(jī)合成和生物醫(yī)藥等領(lǐng)域.但是,游離脂肪酶在有機(jī)反應(yīng)體系中容易失活,難以從反應(yīng)體系中回收,導(dǎo)致其循環(huán)利用困難和生產(chǎn)成本增加.因此,需要對(duì)游離脂肪酶進(jìn)行固定化,提高酶的穩(wěn)定性和重復(fù)使用性,使其能夠大規(guī)模用于工業(yè)生產(chǎn).磁性四氧化三鐵納米粒子(MNPs)具有其超順磁性和大比表面積等性質(zhì),但MNPs需表面修飾才能進(jìn)一步應(yīng)用.近年來,仿生礦化法制備的聚多巴胺納米材料受到人們關(guān)注.在仿生礦化過程中,單體多巴胺經(jīng)自聚合作用后形成聚多巴胺,該反應(yīng)活性高,能對(duì)各類有機(jī)和無機(jī)納米材料進(jìn)行表面修飾.而且,聚多巴胺表層中的活性基團(tuán)能與含有氨基和巰基的生物大分子發(fā)生邁克爾加成或席夫堿反應(yīng),從而將生物大分子固定在材料表面.本文利用聚多巴胺表面修飾MNPs,對(duì)所得聚多巴胺表面修飾的四氧化三鐵納米粒子(PD-MNPs)進(jìn)行了結(jié)構(gòu)表征.結(jié)果表明,PD-MNPs尺寸在14 nm左右.同時(shí),成功將黑曲霉脂肪酶(ANL)固定在PD-MNPs上,結(jié)果顯示在pH=8、固定化時(shí)間為12 h條件下,酶負(fù)載量為138 mg/g,酶活回收率達(dá)到83.6%,而且固定化酶的pH穩(wěn)定性及熱穩(wěn)定性、儲(chǔ)藏穩(wěn)定性都優(yōu)于游離酶.動(dòng)力學(xué)研究表明,固定化酶Km值(63.2 mmol/L)低于游離酶(74.5 mmol/L),固定化酶的底物親和性增強(qiáng).進(jìn)一步研究了固定化酶和游離酶在乙腈、二甲基亞砜、乙醇和[HMIm]BF_4這四種溶劑中的溶劑耐受性,結(jié)果顯示固定化酶的耐受性均強(qiáng)于游離酶.采用紅外光譜對(duì)游離酶和固定化酶二級(jí)結(jié)構(gòu)的分析表明,游離黑曲霉脂肪酶經(jīng)固定化后,α-螺旋和β-折疊含量分別增加了0.84%和2.74%,使得固定化后α-螺旋和β-折疊中存在的氫鍵能夠更好地保持酶結(jié)構(gòu)剛性,避免因結(jié)構(gòu)改變而引起酶失活,增強(qiáng)了固定化酶在溶劑中的耐受性.二氫楊梅素是一種具有類黃酮結(jié)構(gòu)的天然產(chǎn)物,具有抗氧化、抗菌、抗腫瘤和保護(hù)肝臟等作用,但其脂溶性很差,很難透過細(xì)胞膜被人體吸收.本課題組曾首次以乙酸乙烯酯為酰基供體,采用游離脂肪酶生物催化方法成功將二氫楊梅素�；�.本文考察了PD-MNPs固定化脂肪酶在二氫楊梅素�；磻�(yīng)中的應(yīng)用.結(jié)果表明,與游離酶相比,固定化酶在反應(yīng)介質(zhì)二甲基亞砜中的耐受性更強(qiáng),反應(yīng)48 h后其催化二氫楊梅素�；霓D(zhuǎn)化率接近80%,明顯好于游離酶(69%).固定化酶催化二氫楊梅素�；淖钸m底物摩爾比、溫度和酶量分別為10:1(乙酸乙烯酯:二氫楊梅素)、45 ℃,和40 U.此外,固定化酶在外界磁場(chǎng)作用下能迅速從反應(yīng)混合物中分離,從而可回收利用,在重復(fù)使用10次后,其活性仍保持在初始活性的55%以上,具有良好的工業(yè)應(yīng)用前景.
【作者單位】： 華南理工大學(xué)制漿造紙工程國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;華南理工大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院應(yīng)用生物催化實(shí)驗(yàn)室;華南理工大學(xué)化學(xué)與化工學(xué)院;謝菲爾德哈勒姆大學(xué)生物分子科學(xué)研究中心;
【關(guān)鍵詞】： 磁性四氧化三鐵 納米粒子 聚多巴胺 黑曲霉脂肪酶 二氫楊梅素 �；�
【基金】：supported by the National Natural Science Foundation of China(21336002,21222606,21376096) the Key Program of Guangdong Natural Science Foundation(S2013020013049) the Fundamental Research Funds for the Chinese Universities(2015PT002,2015ZP009) the Program of State Key Laboratory of Pulp and Paper Engineering(2015C04)~~
【分類號(hào)】：O621.251;O643.36
【正文快照】： 1.IntroductionThe biological catalyst lipase(glycerol ester hydrolases E.C.3.1.1.3)is widely used in the production of biofuels,organicsynthetic compounds,detergents,perfumes,cosmetics,leather,enantiopure pharmaceuticals,medical diagnostics,food and fee

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